はじめに・・・

再生可能エネルギーで最も身近な設備としてあげらるものが太陽光発電設備です。大きく分けて住宅用と
産業用があります。ここでは住宅用の太陽光発電設備について説明します。

１・太陽光発電設備とは

太陽光発電とは、自宅の屋根などに太陽電池モジュールというパネルを数枚設置して、太陽からの光エネルギーを電気のエネルギーに変換して、家庭の電気として使用します。夜は発電しません。
※「太陽電池」とも呼ばれますが、充電する能力（電気を蓄える能力）はありません。

２・太陽光発電設備導入のメリット

太陽光発電設備の普及促進にあたり、よく聞くメリットを紹介します。。

（１）光熱費（電気代）の削減
（２）メンテナンスフリー
（３）環境に良い

（１）光熱費（電気代）の削減について。

太陽光発電設備を導入していない家庭では、生活に必要な電気は電力会社から買っています。このことを
「買電」といいます。電気の契約はいろいろ種類があって、各家庭の生活スタイルによって、電気代を
抑えることができるサービスもありますが、一般的には従量電灯という契約が多いです。。

電気を「買う」という費用を、太陽光発電設備で電気を「作る」ことにより、「買う」電気を減らすこと
ができます。

単純に、昼間に使用する電気は太陽光で発電した電気を使用し、発電しない夜には電気を「買う」。
このことだけ考えれば、それだけで光熱費の削減にはつながります。

また、昼間に使用する電気量より、太陽光発電の電気量が多くて余ってしまった場合は、その余った電気を
「売る」ことができます。このことを「売電」といいます。

（２）メンテナンスフリー（整備、保守がいらないこと）

太陽光発電設備は「メンテナンスフリー」であるという言葉をよく聞きます。大きな理由は、可動部分が
ないからです。

しかし、この「メンテナンスフリー」は太陽光発電設備のシステム全体で考えれば間違いです。

太陽光発電設備の簡単なシステム構造

１、「太陽電池モジュール」で光エネルギーを電気エネルギーに変換します。

２、変換された電気を「接続箱」に集めます。

３、集めた電気を家庭用で使える電気に「パワーコンディショナ」により変換します。

このシステムでいうメンテナンスフリーは「太陽電池モジュール」が一般に理解されると思います。

屋外に設置されている「太陽電池モジュール」は雨・風にさらされています。そして、すべての部材が
動かないからと言って、「メンテナンスフリー」でよいのでしょうか？？？

経年劣化により、各部分に不具合が生じることがあります。それは「接続箱」「パワーコンディショナ」も
同様です。

☆長く使用するためには定期的な「整備・保守」は必要不可欠です。そのことを導入の際には気に掛けること
　が大切です。設置したらずっとそのままでも発電してくれるという保証はないということです。

（３）環境に良い

ここでいう「環境に良い」を具体的にいうと、太陽光発電設備で電気を発電することに、環境を破壊する
ものがないことです。太陽の光のエネルギーという自然の恵みから、電気を発生するにあたり、地球温暖化や
温室効果ガスといった環境破壊につながるもCO₂（二酸化炭素）が発生しないからです。

その他細かいメリットはありますが、太陽光発電を導入する際によく聞くメリットを挙げてみました。

※（２）のメンテナンスフリーは太陽電池モジュールや接続箱、パワーコンディショナの保証期間が
　　長いことから、メンテナンスフリーが信頼しやすい言葉に聞こえますが、「メンテナンスは必要」
　　です。
　　各メーカーが太陽電池モジュールに対して、暴風や暴雨による耐久試験は行っており、技術的に信頼
　　できる商品には間違いありません。

☆そういう信頼できる商品だからこそ、もっともっと長く使用するためにも、定期的な点検は必要です。
　　

３・太陽光発電設備のデメリット

（１）設備導入費用が高い。

（２）発電量が一定ではない。

（３）すべての住宅の屋根に設置できない。

（４）メンテナンスが必要である。

（１）設備導入費用が高い。について

現在国による補助金制度は終了しています。補助金は一般的に価格が下がってきたことにより、補助の必要が
なくなったと理解できます。地方自治体では補助金制度がある地域もありますが、いつまであるかわからない
ことと、補助金自体が終了している地域も当然あります。

しっかりとした見積もりを取ることは非常に大切です。多くの業者から見積もりを取って比較することも
大事ですが、安いのが１番ではないので、見積もりの細目（細かい商品の値段など）とそのシステムで本当に
求めている設備に適しているかの見極めが大切だと思います。その見極めは、わからない項目や言葉を
積極的に質問して理解することです。
その結果一番信頼できる自分の意見と考えで決断することが出来るからです。

これから予想されるキーワードは「固定価格買取制度の売電価格では？」と思います。

年々この売電価格が下がっていることにより、「急いで契約したほうがよい」という話があると予想します。

今まで「太陽光発電を導入して失敗した」内容で、補助金や売電価格によるトラブルもあったようです。

☆太陽光発電設備を導入する考えがある方は、納得いくまで時間をかけて検討することが必要だと
　感じてます。決して安い買い物ではないのですから・・・。

（２）発電量が一定ではない。について

発電量とはそのシステムがどれくらい発電するかということですが、この発電量は予想することしか
できないことと、約束された発電量ではないのです。この発電量を算出するのはちょっと大変ですが
決して難しくありません。

まず・・・

・システムの容量について

太陽光発電の要となるものは「太陽電池モジュール」です。各メーカーのカタログを見ると、商品名に
「２１０」「２２５」「２４５」「２５０」など大体数字が入っています。（システム容量）

この数字のワット数（発電する能力）をそれぞれの太陽電池モジュールは持っています。
しかし、必ずこの数値発電するわけではないのと、数値が大きい＝「最も良いモジュール」ではないのです。

ソーラーシュミレーターによる標準測定として「AM1.5」「放射照度１０００W/ｍ²」「モジュール表面温度
２５℃」という条件で発電した最大発電量がシステム容量となります。

太陽電池モジュールは「光のエネルギー」を「電気のエネルギー」に変換します。この「光のエネルギー」を
統一するための条件がソーラーシュミレーターです。

しかし、「電気のエネルギー」に変換する側（太陽電池モジュール）の大きさは各メーカー様々です。
「光のエネルギー」は各メーカー統一していますが、受けるモジュール側の大きさ（面積）はそれぞれ
違います。

（当然モジュールの面積が大きいものが光を多く受けられるので、多く発電する訳ですが、住宅の限られた
屋根面積では、その屋根面積に収まるモジュールを選ぶ必要があります。）

それでは受ける側の面積も統一できれば、どのメーカーの「太陽電池モジュール」が一番発電してくれるかの
比較ができます。。そのキーワードが「変換効率」です。この「変換効率」はカタログに記載されています。

簡単にいうと、「変換効率１５％」「変換効率１８％」「変換効率２０％」とあったら、この数値が高い
モジュールが同一条件のときに一番発電するということになります。
光のエネルギーと受けるモジュール面積を１ｍ²と統一した時、どれくらい発電できるかの比較になるのです。

１５％＝０．１５なので、１０００を乗じた数値がその時の発電量になり、１５０Wとなります。
同様に１８％は１８０W、２０％は２００Wとなります。

システム容量は製造されたそれぞれの大きさの太陽電池モジュールが最大発電できるワット数ですが
モジュールの大きさも統一して１ｍ²の条件にしたときの発電量は「変換効率」で求めることができるのです。

※住宅の限られた屋根面積では、モジュールが小さい面積で多く発電してくれるものが望ましいです。

・太陽電池モジュールの種類

太陽電池モジュールには大きく分けて３つの種類に分類できます。

「シリコン系」「化合物系」「有機系」です。そしてそれぞれに特徴があります。

「シリコン系」はさらに「結晶系」と「薄膜系」に分類され、「結晶系」はさらに「単結晶」と「多結晶」に
　分かれます。「薄膜系」はアモルファスや微結晶などです。「単結晶」と「薄膜系」の両方の性質をもつ
　ものが「HIT」ヘテロ接合型です。

「化合物系」は「単結晶」と「多結晶」に分類されます。

「有機系」は「色素増感型」と「有機半導体」に分かれます。

※それぞれに特徴があり、変換効率もそれぞれ違います。

・各太陽電池のそれぞれの特徴（一部）

「シリコン系」
単結晶シリコン太陽電池・・・変換効率は２０％前後。シリコンの純度が高く高価。
多結晶シリコン太陽電池・・・省エネで製造可能。低コストだが変換効率は単結晶に劣る。
薄膜シリコン太陽電池・・・アモルファス、微結晶を用い、大量生産可能。軽量、低コストだが変換効率は
　　　　　　　　　　　　　７～１０％ほど。
ヘテロ接合（HIT）太陽電池・・・省資源で高性能。変換効率は高い。
（Panasonic）

「化合物系」
ⅢーⅤ属太陽電池・・・主に宇宙用で使用。変換効率４０％以上、超高性能だが非常に高価。
CIGS太陽電池・・・銅、インジウム、セレン、ガリウムを使用。省資源、量産化に適している。
Cdte太陽電池・・・毒性のあるカドミウムを使用。省エネで製造可能、低価格。日本では売られていない。

「有機系」
色素増感太陽電池・・・光を吸収し電子を放出する。色素を利用し、変換効率は５～１０％前後。
有機半導体太陽電池・・・有機物を含んだ個体の有機半導体薄膜を使用。変換効率５％程度。

※太陽電池の種類も豊富で、それぞれに特徴があります。比較的発電効率のよい「シリコン系」ですが、
　熱に弱いという特徴もあります。逆に熱の影響を受けにくいという特徴をもつ太陽電池もあります。

※設置する場所や条件により、発電する容量も変化しそれぞれの特徴を活かして選定することも必要です。

（３）すべての住宅の屋根に設置できない。について

屋根の形状により設置できないもの、また形状はよいが強度が確保できないもの、など設置することが
出来ない屋根があります。また、屋根の向き（方位）も非常に大切で、屋根の向きが北向きの場合は
悪条件のためおすすめできません。山やビルの陰に隠れてしまう住宅も条件はよくないです。

・設置できない屋根形状

傾斜角度が急な屋根や、構造上強度が期待されない屋根、各メーカーが設置不可と定めている屋根。

北向きの屋根は、太陽の光を十分に受けることができないことと、モジュールに反射した光が、
その屋根よりも低い位置に照射されて問題になることがあります。

山やビルの陰に隠れてしまう屋根も、その条件で全く発電しないわけではないのですが、十分な発電を
期待することができません。

※自宅の屋根が太陽光発電するにあたり、どういう条件にあたるかを調査することは非常に大切です。

（４）メンテナンスが必要。について

メリットの項目で上げた「メンテナンスフリー」ではないという理由から定期的なメンテナンスは必要です。
目視による点検で、経年劣化などの不具合は見つかります。システムに問題がない状態の場合はその後の
経過を気にすることが大切です。発電量が明らかに低下している場合は間違いなく問題が発生しているので、
そういった場合は早めに設置業者に確認してもらうことも大切です。

※導入した設備を長く使うこと＝定期的な点検と保守は不可欠です。

４・太陽光発電設備導入に関するいくつかのシュミレーション

・一般家庭の年間平均電力使用量について。

一つの基準を示すために、よく「一般家庭の・・・」ということばを使います。目安にするには非常に親切な
基準ではあると思うのですが、「一般」とか「平均」と「自分の家の場合」は近い家もあれば、全く参考に
ならない家もいると思います。

家族構成はもちろん、子供の数や年齢、生活スタイルと各家庭様々です。そのために「一般」「平均」と
いう目安になってしまうのは仕方のないことかもしれません。

光熱費（電気・ガス）は年間どれくらい使用しているかは大体わかると思います。しかし、それを１２か月
で割った値が１か月の平均にはなりますが、春夏秋冬で使用量は違います。夏や冬は光熱費が多くなる程度
の理解ではなく、どの月にどれくらい電力をしようしているかを知ることが必要です。

・「東京電力」のサービスで「でんき家計簿」があります。これは非常に便利なサービスです。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（東京電力、でんき家計簿より）

※グラフで見ることもできますが、当月の過去２年間の電気の使用量と月の使用日数、使用量、使用料金
　がわかります。
※年間の使用量と年間の電気の光熱費が計算でき、どの月に一番多く電気を使用し料金がかかっていること
　もわかります。
※年間の自分の家の電気使用量が把握できるので、どういう計画を立てるかを検討することができます。

　　

・太陽光発電システムの年間予想発電量の概算（おおよその計算）

年間予想発電量を求める計算式（概算）

EP=H×K×P×３６５÷１　　　
EP:年間予想発電量、H：一日あたりの年平均日射量、K：損失係数（約７３％）、P＝システム容量
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（０．７３）

この計算式でわからないのが、H：一日当たりの年平均日射量と、P：システム容量です。。

たとえば・・・小田原の住宅の条件が下記の場合。
・屋根の向き、真南（方位角０度）・屋根傾斜角度３０度の年平均日射量を調べるには？
（「NEDO」　国立研究開発法人　新エネルギー・産業技術総合開発機構のサイトで調べられます。）

※１日あたりの年平均日射量は３．８７とわかりました。

次にシステム容量をいくつにするかです。仮に４KWのシステム容量にすると・・・

太陽電池モジュールは各メーカーでシステム容量が違いますので、たとえば１枚２５０W発電する
太陽電池モジュールを選ぶとすると・・・

（４KWは４０００Wなので、４０００W÷２５０W＝１６、よって太陽電池モジュールは１６枚必要です。）

EP＝H×K×P×３６５÷１より、EP=３．８７×０．７３×４×３６５÷１、よってEP=４１２４．６

小田原の上記条件で４KWのシステムを設置したときの年間予想発電量はおよそ４１２５KWｈです。

※自分の家の年間電気使用量がわかり、システム容量４KWで検討したときのおよその発電量がわかりました。

まとめ

・上記でんき家計簿より、H26年１月～H2６年１２月の年間電気使用量は４０８１KWｈと計算できます。
・４KWシステムでは年間の予想発電量は約４１２５KWHでした。（その差４４KWｈ）

最低でもここまでの数値が出れば、「一般」や「平均」でなく、「自分の家の場合」として検討できます。

※検討するときの注意点

（１）予想発電量は約束された数値ではないこと。
（２）夜は発電しないので、夜使用する電気は電力会社から買う必要があること。
（３）季節によって電気使用量が違うので、昼に使う電気も電力会社から買う場合があるかも？ってこと。
（４）売電価格（固定価格買取制度の価格）が年々下がっていることと、１０年間しか固定価格で売れないこと。

・年間予想発電量の算出方法（概算でなく、もう少ししっかりとした数値をだす場合）

※上記「年間予想発電量の概算」ではなく、もっと細かく算出したい場合の計算方法です。

年間予想発電量は１月～１２月までの月間の予想発電量の合計です。なので月ごとにどれだけ発電することが
わかれば、概算でなくかなりしっかりとした予想発電量の数値を算出できます。

※目的は・・・月ごとで使用する電力量はわかるので、月ごとの予想発電量を知ることです。

月間予想発電量の求め方（計算は少し面倒です。）

月間予想発電量＝日射量×システム容量×温度補正係数×温度上昇への影響係数×その他損失×影の影響による
　　　　　　　　損失係数×昇圧ユニットの変換効率×パワーコンディショナの変換効率×その月の日数÷
　　　　　　　　標準状態における日射強度で求めます。

・日射量・・・NEDOで調べると年間平均日射量のほかに月ごとの平均日射量もわかります。
・システム容量・・・概算のときと同じで、いくつのシステムを組むかです。仮に４KWとします。
・温度補正係数・・１２月から２月は１０％（０．９）３月から５月と９月から１１月は１５％（０．８５）
　　　　　　　　　　６月から８月は２０％（０．８）
・温度上昇への影響係数・・・屋根の形状で違います。「陸屋根」：１．０２「傾斜屋根」１．０
・その他損失・・・０．９４６５とします。
・影の影響による損失係数・・・影の影響がない場合は１．０とします。
・昇圧ユニット変換効率・・・昇圧ユニットを使用する場合は使用した系統のみ０．９８をかける。
　　　　　　　　　　　　　　使用しない場合は１．０とします。
・パワーコンディショナの変換効率・・・各メーカーのカタログに記載されています。わからなければ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　平均０．９５とします。
・その月の日数・・・各月の日数です。
・標準状態における日射強度・・・１KW/ｍ²なので、１．０とします。

※計算式の中で変動するもの

	１月	２月	３月	４月	５月	６月
日数	３１	２８	３１	３０	３１	３０
日射量	3.64	3.85	3.79	4.38	4.42	3.88
温度補正係数	0.9	0.9	0.85	0.85	0.85	0.8

 

	７月	８月	９月	１０月	１１月	１２月
日数	３１	３１	３０	３１	３０	３１
日射量	4.14	4.69	3.61	3.30	3.31	3.42
温度補正係数	0.8	0.8	0.85	0.85	0.85	0.9

※ここでの日射量は屋根の向きが真南で屋根傾斜角度３０度と一番良い条件の数値となっております。

・1月の月間予想発電量＝３．６４×４×０．９×１×０．９４６５×１×１×０．９５×３１÷１
　　　　　　　　　　　＝３６５．２６KWｈとなりました。

同様に各月の月間予想発電量を計算し、その月の電気使用量と比べると・・・

	１月	２月	３月	４月	５月	６月
発電量	365	349	359	402	419	335
使用量	599	542	405	315	255	236
差額	－234	－193	－46	87	164	99

	７月	８月	９月	１０月	１１月	１２月
発電量	369	418	331	312	304	343
使用量	293	397	263	236	221	319
差額	76	21	68	76	83	24

 

※年間電気使用量（1月～１２月の合計）＝４０８１KWｈ
※年間予想発電量（1月～１２月の合計）＝４３０６KWｈ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　使用量との差２２５KWｈ。概算との差１８１KWｈ
※（年間予想発電量（概算）＝４１２５KWｈ）

まとめ

決して複雑な計算式ではないので、各月ごとの発電量と使用量がわかれば、システム容量を4から５KWに
変更して計算することもできます。そうすることにより、どのような目的で導入しようかの検討ができます。

※「売電で元が取れる」という言葉は、この家での４KWシステムでは無理です。
※「固定価格買取制度」は現在１KWあたり￥３３で１０年間買ってくれるので￥３３×２２５KWｈ×１０年
　＝￥７４，２５０となります。
※そして年間の電気の光熱費￥１１８，８２１はかからないということです。１０年光熱費がかからなければ
　約１００万円以上になります。（注意：電気を買わないということではありません。）

☆検討内容例
・５KWのシステムにして売電価格をもう少し上げる努力をしよう。
・1月から3月、８月、１２月は「がんばって」電気の使用量を減らそう。
・ガスの光熱費をかけないようにオール電化にしてみたら？
・もっと細かく電気使用量がわかり、使用量を減らすように「HEMS」を導入しよう。
・使用する電気はしょうがないから、なるべく電気を買わないように「蓄電池」を導入したら？

いろいろと検討できます。そして、すべての検討内容に共通することは「節電意識」が高まることです。

「自分の家では」と考えることは非常に大事です。不必要な設備を導入するリスクも避けられるし、
導入後の検討もできるからです。見積もりだけの数字で比較するのでなく、「わからないふり」をして
業者を比較することは、「失敗しない」近道だと思います。

※ここまでの計算式の中で、日射量の数値は屋根の向き真南、屋根の傾斜角度３０度と一番良い条件の数値で
　計算しておりますので、「自分の家」の条件にあった日射量で計算するとさらに正確な数値が出ます。。

５・太陽光発電設備にともなう必要不可欠な機器。

 

・「太陽電池モジュール」＋「太陽電池架台」＝「太陽電池アレイ」

・「太陽電池モジュール」より集められた直流電力を集める「接続箱」

・「接続箱」より集められた直流電力を家庭で使用できる交流電力に変換する「パワーコンディショナ」

・変換された電力を分配したり、売電するための中継点になる「分電盤」

・太陽光発電で発電された電力を見るための「モニター」

・売電する電力量をはかる「売電用積算電力量計」

※主な機器は上記のものですが、「分電盤」は現在使用しているものを必ず交換しなければいけないわけでは
　ないです。また、「スマートメーター」の普及が終わっている地域は「売電用積算電力量計」は不要です。