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太陽光発電の年間発電量は?作った電力を効率的に利用する方法

広く普及している住宅用の太陽光発電ですが、導入するにあたって知っておきたいのが年間発電量です。住宅用とはいえど太陽光発電の導入にはお金がかかるため、どれくらいの発電量が期待できるのかがわかれば太陽光発電の導入にも踏み切りやすいといえるのではないでしょうか。そこで、住宅用太陽光発電で見込まれる年間発電量について解説します。

太陽光発電の年間発電量について

環境省によると、太陽光発電の年間発電量は1世帯当たり4811kWhとなっています。そのうち売電量は3417kWhで発電量の約7割を占め、残りの約3割は各家庭で消費されています。また、太陽光発電を利用している家庭の割合も地域によって大きく異なります。もっとも多く利用しているのは九州地方で戸建て住宅のうち16.3%の使用率となり、次いで東海地方となっています。逆にもっとも少ないのは北海道で、使用率は4.7%です。地方によって、10%以上も使用率が違うことがわかります。ちなみに、東京を含む関東甲信は12.5%の使用率となり全国では中堅クラスとなっています。

年間発電量の計算式とは?

年間発電量を算出するための計算式は、年間日射量×0.85となります。年間日射量とは太陽から得られるエネルギーの量のことで、NEDOという独立行政法人が調査したデータが公開されています。これを参考にして、計算式に当てはめていきましょう。0.85とはシステム出力係数のことで、発電においては必ず一定量の損失が出ることを考慮した数字です。例えば、気温やパワーコンディショナーの変換効率などによって発電の損失はどうしても出てきてしまうものです。この損失分を計算に含めることで、実際の発電量に近い値を出すことができます。太陽光発電は天候や季節に大きく左右されるので、不確定要素が多く正確な値を算出することは難しいものなのです。

年間発電量に影響する点1:季節

“太陽光発電を設置するのならば、なるべく多く発電をしたいものです。しかし、発電量はさまざまな影響を受けて変動します。その1つの要因が、季節です。四季がはっきりとしている日本では、気候の変化がとても激しいという特徴があります。例えば、雨期に入ると日照時間が大幅に減ってしまうため日射量もかなり少なく発電量も減ると予想されます。その反面、日射量の多い季節であればその分発電量も多くなるのです。

日本の四季では、秋から冬にかけて日照時間がどんどんと短くなります。太陽が昇る時間は遅くなり、朝早く目覚めてもまだ暗いということも少なくありません。さらに、太陽が沈む時間はとても早く17時頃にもなればだいぶ暗くなってしまうものです。これでは、発電量にも大きく影響が出てしまっても不思議ではありません。この時期は、太陽光発電の効率が1年の中でも悪いと考えておきましょう。その分、春から夏にかけては日射量がとても多くなります。日の出が早く日没が遅くなるので、日照時間が長くなり発電の効率も高くなるのです。ただし、夏は気温がとても高いため太陽光パネルも高温になりがちです。太陽光パネルは25度以上になった場合、1度上がると発電効率が0.5%ほど下がるとされています。つまり、太陽光パネルが高温になればなるほど発電効率が下がってしまうので、一概に気温が高ければいいというものでもないのです。季節の影響を受ける太陽光発電は、1年を通して発電量が一定というわけではありません。季節は日射量に直接的に関係するため、発電量も大きく変わってくるものなのです。”

年間発電量に影響する点2:天候

“季節はもちろんのこと、天候も発電量に大きく影響します。晴天時は日射量が多くなるので、太陽光パネルに直射日光がしっかり降り注ぎます。雲が少なければ少ないほど、太陽光を遮るものがなくなり太陽光パネルにどんどんと光が当たるのです。これによって、効率のいい発電が可能となり発電量が多くなります。曇の日では、太陽光が散乱して降り注ぐという特徴があります。太陽と太陽光パネルの間に厚い雲が広範囲に渡って出てくるため、太陽の光の大半が遮られてしまうのです。そのため、晴天時のように直射日光による発電ができなくなり発電効率はそこまで高くはなりません。曇の日の平均的な発電量は、晴天時の2分の1程度となります。そして、雨の日では太陽の光はほとんど入ってこないため、発電することができないのです。

天候は、太陽光発電では大変重要な要素です。また、太陽光発電のメリットとデメリットに直結するといえるでしょう。太陽の光があればどんどん発電できる点については、太陽光発電の大きなメリットといえます。しかし、雨の日が続いて太陽の光が降り注がなければほとんど発電することができません。季節によっても晴天が多い時期と雨が多い時期があるため、太陽光発電は常時安定した発電ができるものではないのです。”

年間発電量に影響する点3:地域

“住んでいる地域によっても、年間発電量は大きく変わってきます。日射量の多い地域では発電量は多くなりやすく、日射量の少ない地域では発電量が少なくなりやすいのです。例えば、東北地方や北海道では発電量が少ない傾向にあります。日本の北側に位置するこれらの地域では、雪などの影響を受けて発電量が少なくなってしまうのです。その反面、山梨県や長野県は、発電量が多くなっています。全国でも上位となるこれらの地域では日射量が多いため、それだけ多く発電することが可能です。日本は、地形が影響して地域ごとの日射量の差が大きくなっています。そのため、住んでいる地域によって発電量が変わってしまうのは仕方のないことなのです。

地域による発電量の差は、先に紹介した地域別の太陽光発電使用率と比例しています。日射量の多い地域では発電量が多くなることが期待できるため、太陽光発電の使用率は高くなっています。しかし、日射量の少ない地域では発電量が少ないと見込まれるため太陽光発電の使用率が低くなるのです。太陽光発電は日射量に直接関係するからこそ、地域による使用率に大きな差が出てくるわけです。”

年間発電量に影響する点4:太陽光パネルの方角

“発電量を多くするためには、太陽の光をより多くパネルに当てる必要があります。どんなに日射量が多い地域で晴天が続いたとしても、太陽の光がパネルに当たっていなければ意味がありません。そこで重要となるのが、太陽光パネルを設置する方角なのです。パネルに太陽光がしっかりと当たるようにするには、真南に向けるといいとされています。太陽は1日を通して位置が変わるため1日中光をパネルに当てる事は難しいですが、真南向きに設置すれば効率よく太陽光を集められます。パネルを設置する方角に迷ったら、真南を向けることが基本であると覚えておきましょう。

ただし、パネルを設置する場所の近隣に太陽光を遮るものがあった場合は別です。真南向きに設置したところで、障害物があっては意味がありません。高い建物や木など大きな影を作ってしまう障害物がある場合には、東西向きに設置すると効果的です。ちなみに、北向きにすると真南向きにした場合と比べて約65%ほどしか発電できないといわれているので避けたほうが安心です。設置場所周囲の環境を見極めて、最善の方角を見定めていきましょう。”

年間発電量に影響する点5:太陽光パネルの枚数

年間発電量を多くしたいのならば、太陽光パネルの枚数を増やすこともおすすめです。太陽光パネルは、太陽光を集めた分だけ発電をすることができます。パネルが多くあればその分太陽光も多く集められるため、年間発電量も多くなります。パネルが1枚の場合と5枚の場合を比べると、5枚ならば5倍近い年間発電量を見込むことができるでしょう。また、太陽光パネルの面積が大きければその分発電量も多くなります。パネルそれぞれには太陽光を集める限度があるため、その限度を広げることが発電量を増やすことにつながるのです。たくさん発電したいと考えているのならば、なるべく面積の大きいパネルを選ぶかパネルを複数枚用意しておくといいでしょう。

年間発電量に影響する点6:太陽光パネルの性能

“太陽光パネルにはいくつもの種類がありますが、現在使用されている太陽光パネルの大部分は結晶シリコン系の商品です。結晶シリコン系のパネルは、インゴットと呼ばれるシリコンのかたまりを薄いウェハーに切り出して作られます。そんな結晶シリコンには単結晶のものと多結晶のものがあり、それぞれに違った特徴があります。時間をかけて結晶を成長させて作る単結晶では、結晶軸の方向がそろっているのが特徴です。作成に時間がかかるため高価になりがちな単結晶シリコンですが、経年による劣化率が低いことがメリットで住宅用として多く用いられています。それに対して多結晶は、細かい結晶が集まっているために結晶軸の方向がそろっていません。しかし、単結晶シリコンに比べると低価格ながら性能も悪くないのが特徴となります。

パネルの性能は種類によってさまざまとなり、一般的に使われている単結晶シリコンでは15.5~20%の発電効率を持ちます。それに対して多結晶シリコンは15~16.5%となり、効率はあまり高くありません。ただし、多結晶シリコンは単結晶シリコンに比べると価格が抑えられるので、価格と性能のバランスを見ると一概に悪いとはいえない部分があるのです。そして、発電効率がもっともいいとされるのは、HIT太陽電池です。18~19%という高い発電効率を誇るHIT太陽電池は、結晶シリコン系とアモルファスシリコン系を組み合わせて作られます。多接合型とも呼ばれるHIT太陽電池では、単結晶シリコンにおける発電効率のよさとアモルファスシリコンの高温時でも発電量を維持しやすい特徴が活かされているのです。このように、太陽光パネルの性能によって発電効率が違うため、年間発電量も変わってくることになります。”

年間発電量に影響する点7:太陽光パネルの設置位置

“太陽光パネルの設置場所としては、住宅用ならば屋根に設置するのが一般的です。低い場所であればあるほど太陽光を遮る障害物が多くなるため、多くの住宅において屋根への設置がベストといえます。住宅の一番高い部分となる屋根に設置すれば、それだけ多くの太陽光を集めることができるからです。また、より発電効率を上げるためには設置角度を20~30度にするといいといわれています。ただし、設置する場所によっては太陽の光を集めにくいこともあるため、設置する場所は施工業者のアドバイスを元に検討するといいでしょう。設置位置は発電量に直結するため、素人だけで判断しないことが大切です。

太陽光パネルを設置するというと、広いスペースが必要となるイメージがあるかもしれません。しかし、近年では太陽光パネルのコンパクト化が進んでいるため狭いスペースでも設置が可能になってきました。特に、現代の戸建て住宅においては屋根が狭いというケースも少なくありません。そんな狭いスペースでも効率よく発電できる太陽光パネルが、多く販売されているのです。また、太陽光パネルの性能も上がっているのでより効率的に発電できるよう設計されています。こうした性能のいい太陽光パネルをベストな位置に設置できれば、年間発電量を上げることも可能といえるのです。”

年間発電量に影響する点8:パワーコンディショナーの変換効率

太陽光発電に欠かせないのが、パワーコンディショナーです。太陽光パネルでは、集めた太陽光を直流電流で発電します。これを住宅で使用するために交流電流へと変換するのが、パワーコンディショナーです。パワーコンディショナーには変換効率というものがあり、これによって交流電流へと変換できる割合が変わってきます。つまり、変換効率が高ければ高いほど発電量におけるロスが少なくなるといえるのです。発電量そのものが多くなるわけではありませんが、ロスが少なくなれば年間発電量は増えると考えていいでしょう。パワーコンディショナーの変換効率の差は数%のことが多いですが、それでも変換効率は高いほうがいいのです。太陽光パネルを選ぶ際は、パワーコンディショナーの変換効率も忘れずにチェックすることが大切です。

太陽光発電の電力活用方法1:蓄電池を使う

“太陽光発電においては、基本的に日々の生活で発電した電力を消費していくことになります。照明や家電に使うことはもちろん、オール電化の住宅ならば電気がなければ生活することすらできません。電力は毎日の生活において欠かせない存在であるため、多くあるに越したことはないといえます。しかし、ときには使いきれないほどの電力を発電することもあります。そんな余剰電力が発生した場合には、電力を有効に使う方法を考えなければなりません。せっかく太陽光発電を取り入れるのならば、余った電力も有効活用する術を検討しておきましょう。

余剰電力の活用方法としては、蓄電池を使う方法が挙げられます。余った分は貯めておいて、必要なときに使うという考え方です。例えば、雨が続いて発電ができないときには蓄電池が有効活用されることでしょう。太陽光発電では年中安定して発電ができるとは限らないので、余剰電力を貯めておくことは効果的なのです。さらに、緊急電源として使用できることも蓄電池の魅力です。停電時や災害時などで電気の供給が止まってしまったとしても、蓄電池があれば電気を使うことができます。そんな緊急時の備えとしても、蓄電池はとても有効なのです。”

太陽光発電の電力活用方法2:電気自動車を使う

“余剰電力の活用方法では、電気自動車を使うのもおすすめです。普及率が高くなってきている電気自動車は、ガソリンが必要ないという大きな特徴を持った車です。代わりに電気を使うため充電する必要こそありますが、ガソリン代がかからないというメリットがあるのです。ガソリンの価格は日々変動し、時期によっては大変高価になることも少なくありません。それに対して電気の価格はそう変わるものではないため、ガソリンよりも燃費の見通しが立てやすいといえるのです。

太陽光発電における電気自動車を使うことのメリットは、余剰電力で充電できるという点にあります。自宅で発電した電力のうち余ってしまって使わない電力で充電できるのですから、とても経済的であることは間違いありません。さらに、電気自動車は一般的な家庭で消費する2日分ほどの電力を蓄えられるものが多くなっています。そのため、余剰電力を電気自動車に貯めておけば走行することはもちろん蓄電池としての役割も果たしてくれるのです。走行する際には、わざわざお金をかけて充電せずとも十分に走ることが可能となります。さらに、停電時や災害時などで送電が止まってしまった場合には、電気自動車を家庭用の蓄電池として活用することも可能なのです。日常使いにも緊急時の備えとしても活躍する電気自動車は、あって損はないアイテムといえるのではないでしょうか。”

太陽光発電の電力活用方法3:売電する

“余剰電力を売るのも、1つの方法です。使わない電力が売れれば、発電した電力は全て有効に使えているといえるでしょう。日々の生活で電力をあまり使わず、余剰電力が多くなってしまっている場合には特に取り入れたい活用法です。しかし、売電額は年々下がっている傾向にあります。そのため、売電によって大きな利益を得ることは難しいといわれるようになりました。売電して利益を得られたとしても、それは生活の足しになるかどうかというレベルかもしれません。そうはいっても、少なからず利益を得られるのならば売電は有効な活用法といえるのではないでしょうか。

固定価格買取制度が始まった頃に比べると、太陽光発電そのものの導入コストは年々下がってきています。自家発電をして余った分は売って利益を得られるという美味しい話が広がり始めた時代では、太陽光発電を導入するのに多額のお金がかかったものです。ただし、その分売電額も高くしっかりと利益を得ることができていました。現代では、太陽光発電を導入するハードルは下がったものの売電額も下がってきています。しかし、固定価格買取制度が始まった頃のような収入は期待できないとしても売電することで副収入を期待することはできるのです。

注意したいのが、今後における電気買取の動向です。2018年12月現在、固定価格買取期間が終了した後に売電がどうなっていくのか正式な発表がされていません。これから大きな変化があることも十分に予測される太陽光発電については、こまめに情報を仕入れていくことが大切です。売電をしていくのならば、より電力を有効活用できるシステムが整うかどうかしっかりとチェックしていきましょう。”

太陽光発電の電力活用方法4:エコキュートを導入する

“エコキュートの導入も、電力活用法としておすすめです。エコキュートは、電気給湯器の一種でエネルギー効率がいいことが特徴です。ランニングコストも安く、経済的といえるでしょう。これを太陽光発電で動かすことができれば、より経済的で電力を余すところなく有効活用できるのです。また、エコキュートは太陽光発電との相性がいいことでも知られています。ゼロ・エネルギー・ハウスでも太陽光発電とともに設置されていて、その相性には定評があるのです。

エコキュートを導入することで電力の有効利用が可能になることはもちろんですが、エコキュートにはそれ以外にもメリットがあります。それが、非常時のための貯水ができるということです。例えば、断水時や停電時にはエコキュートのタンク内にある水を利用することができます。常時貯水された状態となるエコキュートだからこそ、こうした緊急時に活用することができるのです。わざわざ非常用の水を用意しておかなくてもエコキュートが導入されていれば、常に緊急時に備えることができます。太陽光によって停電時にも発電ができたとしても、水がなければつらい状況になりかねません。そのため、太陽光とエコキュートはセットで導入すると安心といえそうです。こうして電力の有効活用だけでなく万が一の備えとしても注目なのが、エコキュートなのです。”

太陽光発電の電力活用方法5:LED照明に付け替える

“LED照明に付け替えるというのも、太陽光発電の電力活用方法として有効です。LED照明とは発光ダイオードを使用した照明のことで、節電の面で大きく注目を集めています。白熱電球に比べると、LED照明の消費電力は約5分の1程度となります。つまり、白熱電球をLED照明に付け替えるだけで消費電力を減らすことができるのです。これだけ電力を抑えることができれば、例え消し忘れなどがあっても電力を使いすぎる心配もありません。さらに、消費電力が減れば太陽光発電による余剰電力が増えて電力活用の幅は広がります。蓄電するもよし、売電するもよし、消費電力が減ることで損をすることはないでしょう。太陽光発電においてLED照明に付け替えることは、消費電力を抑えて余剰電力を増やすという大きなメリットがあるのです。電球を付け替えるだけという手軽さも、とても魅力的なポイントです。

また、LED照明は蛍光灯や白熱電球に比べると寿命が長いというメリットがあります。蛍光灯の寿命は13000時間程度、白熱灯の寿命は1000~2000時間程度とされますが、LED照明の寿命は40000時間程度とはるかに長いことがわかります。寿命が長ければ、それだけ経済的に使えるということはいうまでもないでしょう。LED照明は、こうした多くのメリットがあるからこそ注目されている電球です。太陽光発電を取り入れている家庭ならば、LED照明は自家発電の消費電力を減らすために一役買ってくれる存在といえるのです。”

まとめ

太陽光発電の年間発電量は一定ではなく、さまざまな外的要因によって変わります。住んでいる地域、季節や天候、太陽光パネルの種類によっても発電量は変わってくるのです。また、太陽光パネルを設置する方角や位置、角度によっても発電できる量が違ってくるため、素人判断でのパネルの設置にはリスクがあるといえます。そこで、太陽光パネルが最高の状態で発電できるように、プロの業者に相談しながら設置するのがおすすめです。全国対応でお得に太陽光発電が導入できるヒラソルならば、パネルの設置を熟練の施工業者に依頼することができます。熟練の施工業者だからこそ持っている知識は、太陽光パネルの設置に役立つものが多いことは間違いありません。太陽光パネルを有効利用するなら、一度ヒラソルに相談してみてはいかがでしょうか。

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