太陽光発電の導入を検討しているが、専門的な内容や難しい用語がたくさんあって情報整理できないという方もいらっしゃるのではないでしょうか。
太陽光発電システムの導入では自宅に適したシステムを選ぶためにも、まずは基本となる発電量と発電容量について知っておくと良いでしょう。
そこで、本記事では太陽光発電システムで重要となる発電量と発電容量について、それぞれの数値の計算方法について解説していきます。
太陽光発電における発電容量とは
例えば、自宅に導入する製品の発電容量がわかっていれば、以下のように太陽光発電のシステムを設置する規模に合わせてシステムを選ぶことができます。
・産業用には、10KW以上の発電容量の設備がおすすめです。
発電容量が大きいと、太陽光発電で作った電力をたくさん作って使うことができるので、
一般住宅用よりも産業用の方がもちろん発電容量の大きいシステムを導入するようになります。
発電容量と発電量の違いは？
発電容量「KW」とよく間違えやすい 発電量「kWh」についても確認しておきましょう。
・発電量「kWh」（キロワット・アワー）：実際に発電する量を示すための数値です。
例えば、発電容量10kWを1時間稼働した場合の発電量は10kWhと表示します。
では、もう少し詳しく発電容量と発電量について解説していきます。
発電容量とは？
発電容量に係わる太陽光発電システムとは、「太陽光発電パネル」や「パワーコンディショナー」、その他の設備機器を総称したものです。
太陽光発電システムの発電容量というのは、「太陽光発電パネル」と「パワーコンディショナー」の出力を比べて低い数値の方で決めます。
ということは、システムを導入する際は、太陽光発電パネルの出力とパワーコンディショナ―の出力が同じ値の製品を選んだ方がよいのではないか？という疑問が生じますが、一般的には、太陽光発電パネルの出力をパワーコンディショナ―の出力よりも多くすることが大半です。
このように、パワーコンディショナーの容量よりも多くの容量の太陽光発電パネルを設置することを「過積載」と言います。
「過積載」にすると、パワーコンディショナーの容量から発電して余った電力は捨てることになりますが、太陽光発電パネルの発電量がピーク時をむかえるのは短時間であるためピーク時の電力をカットしても、それ以外の時間で発電量を得られるため、捨てた電力よりも全体的な発電量が多く見込めることになります。
つまり「過積載」にすると日照量が少ない時間帯でも電力を確保できて、時間帯に偏らずにムラの無い発電量が見込めるということになります。
発電量とは？
太陽光発電で発電する電気の量「発電量」は、システムを導入する際に判断となる数値です。
気になる電気代の節約や売電収入を得るには「発電量」が目安となるため、太陽光発電を導入する前に自宅の設置条件から発電量のシミュレーションを行い、メーカーや製品について設置業者に相談して検討すると良いでしょう。
では、設置業者に相談する前に、発電量に関係する太陽光発電でよく使われている用語について確認しておきましょう。
発電量の数値は、公称最大出力、変換効率、などによって変動します。
太陽光発電パネル1枚あたりで発電できる最大値です。太陽光発電パネルの公称最大出力はメーカーや製品によって幅広く設定されています。
太陽光発電パネルが太陽光エネルギーをどれくらい電気エネルギーに変換できるか示した数値です。変換効率が高いほど、同じ太陽光の量でもよりたくさんの電気エネルギーを作ることができます。
発電容量と発電量の関係性は？
太陽光発電システムでは発電容量に対して発電量が決まります。
年間発電量から売電収入や電気代の節約に繋がるため、発電容量は発電量と密接に関係していることになります。
発電量によって家庭の電気のやりくりが大幅に変わってくるため、太陽光発電の導入を検討している場合は、発電容量と発電量の関係性について知っておくことが必要となります。
発電容量の目安は？発電容量の決め方
発電容量の目安について、特に一般住宅用ではどのくらいの発電容量を目安にしたらよいのか？解説していきます。
一般住宅用の発電容量の目安は？
発電容量が大きい方が年間発電量も増えますが、予算やご自宅の屋根の広さや設置条件などを踏まえて選ぶと、発電容量3〜5kWくらいが一般的となっています。
例えば、一般的な家庭で、日中に使う電気を5kWhとした場合、1日で20kWh程度の発電量が目安になります。
発電容量の計算方法
発電容量の計算方法は、太陽光発電パネル1枚あたりの公称最大出力に、パネルの枚数を掛けた数値で計算します。太陽光発電システム全体の発電能力になります。
300W × 20枚 ＝ 6KW
太陽光発電パネルは、一般的に1枚あたり100W〜300W程度の出力になります。
屋根の上の広さや予算にもよりますが、パネルの枚数を増やすとその分、発電容量が大きくなり発電量を確保しやすくなります。
太陽光発電システムの発電量の計算方法
太陽光発電システムの1日あたりの発電量や年間発電量は、以下の方法で計算できます。
・年間発電量 = 1日の平均日射量 × システム容量 × 損失係数 ×365 ÷1
ただし、発電量は、太陽光発電システムを設置する地域、季節、天候、設置条件、使用期間などによって数値は変動します。あくまでも目安として参考にする程度に考えると良いでしょう。
発電量を低下させる要因（損失係数）とは？
また、発電量を計算する際に使う「損失係数」については、発電効率を阻害する要素として太陽光発電システムを利用する上で知っておくと良いでしょう。
太陽光発電パネルの汚れ、経年劣化、温度上昇による影響などによって出力の損失を見込んだ数値です。
太陽光発電パネルの汚れ
太陽光発電パネルに汚れがつくと、発電量の低下に繋がります。
鳥の糞や埃、落ちにくい汚れは、屋根上の掃除を定期的に行うことが必要です。ガラスの破損やパネル内部の劣化、雨水の浸水などにも要注意です。
経年劣化
太陽光発電パネルは、利用期間が長くなれば劣化して品質が低下します。
利用してから10年間で2.7%、20年間で5.4%、30年間で8.1%の発電量が低下すると言われています。
これらの数値に対して各製品メーカーは、製品保証の他に出力劣化を保証するという「出力保証」を提示しています。
パワーコンディショナーの変換ロス
パワーコンディショナ―は、太陽光発電で発電した電力を直流電気から家庭内で利用できる交流電気に交換する機器です。
パワーコンディショナーを通して家庭内で利用できる電気になるには変換ロスが生じます。
パワーコンディショナーの変換効率は、一般的にはだいたい95％以上となっています。
気温の変化
太陽光発電パネルの公称最大出力は、気温25度の環境で測定された数値になっています。
気温25度を1度超えると0.5%ほど発電量が低下すると言われています。
太陽光を利用したシステムなので、真夏の方が太陽の日差しが強くて発電効率が良いと思いがちですが、実は25度を超えてしまうと発電効果が低下し、損失係数も多くなる計算になります。
5kW設置した場合のシミュレーション
太陽光発電システムを導入する際は、発電容量と発電量を踏まえてシステム機器を選び、自宅の設置条件も含めてシュミレーションをしておくことをおすすめします。
では、例題として5kWの太陽光発電を設置した場合のシミュレーションについて確認していきましょう。
5kWの太陽光発電システムについて
発電容量が大きいということは、その分、太陽光発電パネルの枚数もたくさん設置するようになるため、自宅の設置場所の面積を確保することが必要となり、初期費用も高くなります。
5kWの太陽光発電システムのメリットは？
一般住宅用の太陽光発電で発電容量の大きいシステムを設置した場合は、発電量が多くなることで今まで電力会社で購入していた電気代の節約に繋がり、蓄電池も併用して設置すれば、さらに電力を自家消費型で賄うことも可能になります。
5kWの太陽光発電システムのデメリットは？
発電容量の大きい5kWの太陽光発電システムの場合、例えば利用する家庭の家族構成や人数、ライフタイルによっては、あまり適さないケースもあります。また、一日の電力消費量がもともと少ない場合は、あまり効果が見込めないこともあります。
太陽光発電で発電容量の大きいシステムを選ぶ場合は、家庭内での電力の使い方について見直して発電容量について検討することをおすすめします。
5kWの太陽光発電システムの初期費用
5kWの太陽光発電システムの初期費用の一般的な相場は、だいたい150万円くらいと言われています。ただし、設置条件や依頼する設置業者によって費用は変わってきます。
具体的な費用は、実際に設置業者に見積もり依頼をすると良いでしょう。
太陽光発電の初期費用については、おもに「太陽光発電パネル」「パワーコンディショナー」、屋根上の設置条件に合わせて太陽光の角度に合わせて設置する「架台」、また天候や災害対策を考えるのならば「蓄電池」の準備も考えておく必要があります。
なお、これらの必要設備は、製品メーカーによって性能も異なり価格もいろいろです。
また、初期費用はできれば安い方が良いのですが、製品自体の価格以外にも、導入前のシュミレーションについてサポート、工事の品質や設置後のサポートなどが不十分であると、いくら初期費用が安くても費用効果が見込めないため、総合的に判断して決めることをおすすめします。
5kWの太陽光発電システムに必要なスペースは？
また、同じ発電容量のシステムでも、製品メーカーによって推奨する面積は異なります。
5kWの太陽光発電システムを設置したくても、必要なスペースが確保できない場合は難しくなりますので、事前の確認が必要となります。
5kWの太陽光発電システムで見込まれる発電量はどのくらい？
5kWの太陽光発電システムを設置するための屋根上のスペースを確保できて、初期費用が準備できた場合は、導入した後の効果についてシュミレーションしておくと良いでしょう。
なお、この数値は計算上の数値であり、年間の日射量は天候や季節によって変動するため
予測できる発電量として参考にすると良いでしょう。
年間の発電量（kWh/年）＝平均日射量（kWh/㎡/日)×損失係数（73%程度)×システム容量（kW)×年間日数（365日)÷1（標準状態の日照強度）
5kWの太陽光発電システムで初期費用を回収できる？
太陽光発電システムの耐用年数は30年以上と言われています。生活に必要な電気を太陽光発電システムを導入して、なるべく今までの電気代を減らしていくことや、自家消費型で賄うようにしていくためには、長期的なライフプランを立てることが必要となります。
FIT(固定価格買取制度)の利用は、10年後に、蓄電池の併用を検討すれば自家消費や他の方法へ切り替えて効果を生み出すことも可能です。
余剰売電や自家消費して電気代を減らすことなどをうまく連携させて利用すれば、5kWの太陽光発電システムを導入する経済的メリットを得ることも可能になります。
5kWの太陽光発電システムを導入する注意点
太陽光発電システムを選ぶ際は、以下の注意点を確認しておきましょう。
・保証制度が充実しているシステムを選ぶ
・定期的なメンテナンスと点検を行う
・補助金制度を利用する
信頼と経験のある設置業者を選ぶ
初期費用を回収するためには、適切な設置条件を見込んで正しい工事をしてもらうことが重要です。いくら高額な投資をしても不良工事であれば、効果を得ることは難しくなります。
太陽光発電システムを導入する前は、設置業者の実績や経験などを踏まえてから依頼することをおすすめします。
保証制度が充実しているシステムを選ぶ
太陽光発電システムの場合、無償での10年保証が基本となりますが、製品メーカーにより無償で20年保証や、有償で15年または20年に保証期間を延長できるものもあります。
また、製品保証の他に出力保証を提供しているメーカーもありますので、導入前にくわしく確認しておくことをおすすめします。
定期的なメンテナンスと点検を行う
本記事の「発電量を低下させる要因（損失係数）」で解説しました通り、太陽光発電パネルに汚れがつくと発電量の低下に繋がります。
太陽光発電システムは、導入後のメンテナンスや点検が欠けてしまうと、パワーコンディショナーの変換効率の低下にも繋がってしまいます。
自宅でできる範囲の点検と、資源エネルギー庁が推奨している4年1回の定期点検を行うようにしていきましょう。
補助金制度を利用する
5kWの太陽光発電システムは初期費用が高額になるため、補助金制度を利用すると良いでしょう。
地方自治体のホームページで補助金制度の情報を公開しています。
補助金制度を受ける際は、申請期間が決まっているため、締め切りに間に合うように早めに申請するようにしましょう。
まとめ
太陽光発電システムを導入する際は、発電容量と発電量について知り、導入前にシュミレーションをしておくと良いでしょう。
太陽光発電システムは、発電容量が大きいほど発電量が見込めますが、その分、初期費用も高くなるため、最適な設置条件を選んで良い業者に依頼することをおすすめします。
また、導入後のメンテナンスを計画的に行うと良いでしょう。