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ソーラーパネルの寿命は何年?劣化すると発電効率が落ちる?

電気は1年中使うものであり、その使用料を少しでも節約できればと考えている人も多いのではないでしょうか。さまざまな節約法の1つとして「ソーラーパネル」の利用があります。ソーラーパネルは太陽光発電による電気を使うという方法です。天気が良い日が続けば続くほど発電量を増やすことができるため、お得なこともいろいろとあります。しかし、太陽光発電という設備である以上、年数がたつほど消耗されていくものです。そこで、この記事ではソーラーパネルの利用を考えているけれど、その寿命がどれくらいなのか気になっているという人向けに解説していきます。

ソーラーパネルの寿命

“ソーラーパネルの気になる寿命は、その種類やメーカー、設置している環境によって個体差があります。しかし、一般的に言われているソーラーパネルの寿命は、約25~30年です。また、各メーカーの保証期間は約10~25年となっています。原則として、最低でも10年間の無料保証がついており、こちらはJIS基準となっているので安心して使うことができるのです。各メーカーはソーラーパネルの利用者の増加に伴い、他社との差別化をはかっています。そのため、保証期間が長くとられていたり、施工に関する保証など特別保証をつけたりと利用者にとってもお得なサービスが用意されていることが多いです。ちなみに、会社設備として設置した場合の法定耐用年数は、17年と決められています。これは、減価償却を17年で計算しなければいけないということです。

基本的に可動部が少ないのでソーラーパネル自体に負担がかかることもあまりなく、寿命もその分だけ長くなります。パワーコンディショナーは可動部が多いため、寿命は長く使った家電程度です。初期費用はかかりがちですが、ソーラーパネルの寿命がこれだけ長いのであれば設置する価値は十分あります。”

古い住宅用太陽光発電は何年?

“ソーラーパネルで最も古いものは、1992年7月31日に当時の三洋電機社長の自宅屋根に設置されたものといわれています。2017年には開設25周年を迎えており、その記念会も行われました。太陽電池パネルもパワーコンディショナーも交換なしで、これだけ長い期間元気に動いているのです。つまり、一般的な住宅に設置するソーラーパネルの寿命については、少なくても20年以上だと考えておいても良いでしょう。

業務用のソーラーパネルについては、20~30年以上の稼動実績があります。たとえば、千葉県にある佐倉ソーラーセンターや奈良県の壷阪寺です。つまり、各メーカーによるソーラーパネルの寿命についてはかなり慎重に算出したものであり、管理をきちんとしていれば30年以上も安定した稼動を期待することもできるといえます。ソーラーパネルが劣化する原因は、配線や太陽電池の傷や汚れなどです。そのため、手入れを適切に行うことでより寿命を長くもたせることができるのです。特に、配線は傷をつけてしまうと、中の銅線にサビがつくので劣化が急激に進んでしまいます。”

種類別のソーラーパネル劣化率1:多結晶シリコン

“ソーラーパネル部分の劣化率は産業技術総合研究所による実験結果によって、おおよその数値がわかります。まず、多結晶シリコンの劣化率です。多結晶シリコンはコストが低いことからよく利用され、シリコン結晶の並びが不規則なことが特徴となっています。そのため、発電効率があまり良くありません。多結晶シリコンはケイ石の破片を利用しているので、シリコン密度が低いのです。その発電効率は、約15%前後となっています。一般的には、青色のパネルが多結晶シリコンのパネルです。

劣化率は単結晶シリコンと比較して、少し低く、5年後で97.4%・10年後で94.3%・20年後で88.4%。発電効率が良い単結晶シリコンと比較すると発電効率は低めとはいえ、長期的には劣化率においては多結晶シリコンのほうが低くなっています。つまり、全体面でいえば、一概に単結晶シリコンのほうが良いと言えるわけではないのです。全国にある太陽光発電所でも、この多結晶シリコンをメインに使う傾向があります。劣化率が低いということで、長期的な使用をしたい場合に向いているものです。”

種類別のソーラーパネル劣化率2:単結晶シリコン

“ソーラーパネルの種類の1つとして、「単結晶シリコン」もあります。こちらは、多結晶シリコンと比べてケイ石の純度が高いです。結晶の並び方が規則正しいので、発電効率は非常に良いのが特徴。その発電効率は、およそ20%前後となっています。しかし、多結晶シリコンよりコストが高いことや劣化速度が速いことがネックです。単結晶シリコンの劣化率は、5年後で96.4%・10年後で92.2%・20年後で84.2%となっています。単純に考えて、多結晶シリコンより1%近くも劣化が速いということなのです。

単結晶シリコンは例えるなら1枚の板。つまり、それだけ壊れにくく、丈夫です。一般的には、黒いパネルのものが単結晶シリコンとなっています。どちらかといえば、ソーラーパネルに単結晶シリコンを設置する場合は、狭くて小さな面積への使用がおすすめです。あまり多くのソーラーパネルを設置する必要がない住宅の屋根用に使用するには、単結晶シリコンがぴったりだといえます。”

種類別のソーラーパネル劣化率3:アモルフォスシリコン

“多結晶シリコンや単結晶シリコンとはまったく違い、規則正しい結晶を持たない素材で作られています。そのため、発電効率だけに注目すると、他の素材のソーラーパネルよりも劣っているのです。では、実際にどれくらいの発電効率かといえば、約9%前後となっています。ただし、コスト面は低く、費用を抑えることができますし、本体の厚さを薄くすることもできるのがメリットです。ガラスやステンレスなどに貼り付けて発電することも可能で、しかも高い温度でも安定した発電ができるという特徴があります。電圧も自由に調整できることも良い点です。

しかし、劣化率が非常に高く、5年後で94.3%・10年後で87.6%・20年後で75.7%となっています。この記事で紹介しているソーラーパネルの中では、最も劣化率が高いのがアモルフォスシリコンです。微結晶シリコンと組み合わせることでわずかに発電効率がアップし、10%前後になります。設置からわずか5年で5.7%も劣化することから、長く使いたい人向けではないことがわかります。短期間の使用や使い捨て感覚の場合などには、この素材を選択するのも良いでしょう。”

種類別のソーラーパネル劣化率4:ヘテロ接合

“ヘテロ接合は物性が違う素材同士を組み合わせて接合することをいいます。結晶系シリコンのソーラーパネル同士を接合した場合、接合面に欠陥が生じることが多いです。しかし、このヘテロ接合を用いることで、その欠陥の発生を減らすことが期待できます。同時に、発電効率アップにもつながるため、省エネをしたい人には向いているといえるのです。結晶系シリコンのソーラーパネルと比較しても高温時の出力低下が少ないのが特徴となっています。

では、肝心の劣化率はどうなのでしょうか。ヘテロ接合の劣化率は5年後で98%・10年後で95.6%・20年後で90.8%です。劣化速度が5年で2%は、低劣化であるといえるでしょう。ヘテロ接合は、ソーラーパネルの素材の中でも非常に優れたものです。ただし、デメリットがまったくないわけではありません。ヘテロ接合は単結晶シリコンを基盤として、両面にはi型アモルフォスシリコン、さらにその外側にp型やn型のアモルファスシリコンを形成しています。そのため、製造過程が複雑で、その分コストも高くなりがちです。”

ソーラーパネルが劣化する原因1:経年劣化

“ソーラーパネルが劣化する原因はさまざまありますが、その中の1つが「経年劣化」です。どんな精密機器でも長く使えば、劣化がどんどん進んでいきます。ソーラーパネルの場合は使っている素材やメーカーなどによって劣化速度の違いがあるため、0.5~1%の違いがでる場合もあるのです。そのため、劣化スピードを遅くするためにはいくつかのメーカーのパネルを比較し、少しでも劣化率が低いものを選ぶのが有効的といえます。

また、選んだソーラーパネルの素材が自分の住んでいる地域の気候や環境に合っていない場合、劣化率に関わらず、発電効率が落ちるケースもあります。一般的に、ソーラーパネルは屋根の上に設置されることが多いので太陽光に常にさらされていますし、雨風・雪などがあたりやすいです。このような過酷な環境に設置されているので、使い方に問題がなかったり、目立った故障箇所がなかったりしても発電効率はどんどん落ちていきます。しかし、猛暑や豪雪など、同じ日本国内でも地域によって気候が違うため、地域別に合わせたソーラーパネルを製造することは現状では難しいのです。自分の地域の気候などを把握し、できるだけ耐久性の良い素材を使いましょう。”

ソーラーパネルが劣化する原因2:天災

“経年劣化以外にソーラーパネルの寿命を縮めてしまう原因として、「天災」があります。天災とは、地震や雷・台風・洪水など自然界の変動によって起こる災害のことです。たとえば、日本では台風が夏の終わりから秋にかけて多く発生します。台風時には強風や豪雨などが起きやすく、これによってソーラーパネルが大きな打撃を受けるのです。強風でソーラーパネルが飛ばされてしまったり、飛ばされてきた物がぶつかってソーラーパネルが破損したりというケースがあります。また、雪崩や土砂崩れが原因で、ソーラーパネルを設置した家ごと埋まってしまうことも。

ただ、天災に関しては、各メーカー別に自然災害補償がつけられている場合も多いです。自然災害はもちろん、火災などによってソーラーパネルが損壊したときに修繕費用を補償してもらえるというサービスとなっています。いわば、ソーラーパネル専用保険のようなものです。自然災害補償は無償のものと有償のものがあるため、設置を依頼したメーカーに確認してみるのが良いでしょう。ちなみに、自然災害補償の対象外となるものもあり、それは地震や津波などです。自然消耗・劣化や腐敗・かび・詐欺や横領による損害なども対象外となる場合があります。逆に、対象となるのは台風や火災・豪雪・落雷・ひょうによる被害・どこかから飛んできた物によって損壊した場合です。”

ソーラーパネルが劣化する原因3:動植物

“自然に囲まれた地域に住んでいる場合、動植物による被害がソーラーパネルの劣化を招くことがあります。特に、野生動物による被害は比較的多く見られています。ソーラーパネルの配線をかじられたり、鳥のふんを落とされたりなどです。鳥のふんは粘着質ですぐに落とせば問題ありませんが、放っておくとそこに砂が付着してこびりついてしまいます。動植物が原因の劣化について、実際にあった例では、ソーラーパネルと屋根との間に落ち葉や枝などがたまっていた・鳥が巣を作っていたといったケースがありました。

野生動物が誤ってソーラーパネルにぶつかってしまうこともあります。また、自然が多い地域では、表面ガラスが汚れて発電効率が落ちることもあるので対策が必要です。季節によっては、黄砂の影響を受ける場合もあります。野生動物による被害がある場合、それらの対策をきちんとしておく必要があるでしょう。特に、鳥はどこにでも飛んでいるものなので、鳥の被害を受けにくいように気をつけておくほうが良いです。カラスは非常に賢く、上空からくわえていた物を落として遊ぶ習性があります。ソーラーパネルの表面は丈夫にできていますが、強い力がかかれば割れてしまう危険もあるのです。”

ソーラーパネルが劣化する原因4:メンテナンス不足

“基本的に、ソーラーパネルは野立て以外の方法であれば、屋根など高い場所に設置されることが多いです。そのため、ソーラーパネルの表面が汚れやすく、劣化する原因になってしまいます。特に劣化するのは、ソーラーパネル部分から露出している配線部分やパネルを設置するために使っている機材です。配線は皮膜が傷つくケースが多く、中から銅線が出てサビがついてしまいます。肝心の配線にサビがついていれば、劣化もどんどん進むのです。

しかも、メンテナンス自体は法律で決められているわけではなく、強制されるものではありません。つまり、自らメンテナンスをする気持ちがなければ、いつの間にか劣化していて発電効率が落ちていることも有り得るのです。メンテナンスを定期的にしないことによるデメリットには、ソーラーパネルが汚れの下などで故障していても気づきにくいこともあります。汚れがついていると見ただけではわかりませんし、それだけ損害が大きくなる可能性が出てくるのです。ソーラーパネルを設置してから元をとるためにかかる期間は、日中出かけていて誰もいない家庭でも約8年必要となります。つまり、最低でも8年間利用できなければ、損をする可能性があるのです。元をしっかりとるためにも、メンテナンスは必要不可欠といえます。”

ソーラーパネルの劣化で落ちる発電量

“発電効率は、そもそも強い太陽光を浴びる真夏より春先のほうが高いのをご存知でしょうか。ソーラーパネルは、高温に弱いものなのです。そのため、夏のように日差しが強い時期になると、発電効率はかなり落ちてしまうことも珍しくありません。ソーラーパネルが最も効率よく電気を生み出す温度は、25度だとわかっています。ちなみに、これは気温のことではなく、ソーラーパネルの表面温度のことです。ですから、ソーラーパネルを設置する際には、高温対策をしておくほうが良いでしょう。

また、経年劣化による発電効率の低下は、どんなソーラーパネルであっても避けることができないものです。ソーラーパネルの種類による劣化率についてはすでに述べましたが、劣化率が高くなると発電効率は反比例するように低くなります。そうならないためには、定期メンテナンスをする必要があるのです。メンテナンスをしていても、劣化するのは変わりません。ただ、劣化スピードは遅くすることができます。発電効率をしっかり保つためには、まずは長期的な利用のための素材選び、そして、こまめなメンテナンスがおすすめです。”

メンテナンスの内容1:設備の不具合チェック

“一般的なソーラーパネルのメンテナンスには、どういったものがあるのでしょうか。ソーラーパネルの寿命にも関わってくることなので、知っておくと便利です。メンテナンス内容の1つめは、「ソーラーパネルの設備そのものに不具合がないか」をチェックします。2017年4月に施行された改正FITにおいて、4年ごとの定期点検が望ましいとされているので目安にしましょう。簡単にできることは、まず、ソーラーパネルのモジュールを目で見て、不具合がないかのチェック。特に、接続箱は注意して見ておきたい箇所です。サビや汚れがついていないか、接続箱内に浸水している様子はないか、配線やアースなどの異常がないかについては重点的にみます。端子台のネジにゆるみはないかも確認を行う箇所です。端子台のネジにゆるみがあると、いずれ破損する可能性が高くなるのでネジをきちんと締め直す必要があるでしょう。

また、パワーコンディショナーは異常音・異臭・振動についてをチェックし、続いて、破損や変形・サビ・汚れがないかを確認します。もし、そういった箇所があったら、できるだけ速やかに修繕や状態の改善をするほうが良いです。パワーコンディショナーに異常が認められなければ修繕の必要はありませんが、通気がしっかりされているか・周囲の見通しはどうかなどの確認もしておくと安心できます。”

メンテナンスの内容2:運転チェック

“メンテナンス内容の2つめは、「運転が正常に行われるか」です。チェックポイントは、大きく分けて2つ。パワーコンディショナーを運転させて正常に動いているか・自立運転ができるかを確認しましょう。パワーコンディショナーの役割はソーラーパネルの発電量を最大化したり、住宅用のソーラーパネルの場合は直接電流を交流電流に変換したりというものがあります。1年中とても働く箇所なので、ソーラーパネルの設置をした際には最も使うものです。そのため、故障する確率が最も高いといえます。

一般的なパワーコンディショナーの交換目安時期は、設置からおよそ10年です。もちろん、設置箇所や利用の仕方によっても交換すべき時期は変わります。ですから、目安が10年ごとだからといって、それまでずっと放置しておくというのは良いことだとは言えません。定期的にチェックして、交換の必要はないか・修繕の必要はないかを見ておくほうが安心して利用できます。パワーコンディショナーを交換する費用については住宅用で約20万円かかるため、その時期までに交換費用を貯めておくのが得策です。ちなみに、今後ソーラーパネルの技術などが向上すれば、この費用もさらに安くなる可能性もあります。”

メンテナンスの内容3:数値測定

“ソーラーパネルのメンテナンスの内容の3つめは、「数値測定」です。数値測定では、主に電気測定とパワーコンディショナーをチェックします。電気測定は3つのことについて、調べます。接地抵抗・絶縁抵抗・太陽光電池解放電圧です。詳しく紹介していきましょう。まず、接地抵抗については、落雷時などに機器や作業者に電気が流れないようになっているかを確認します。落雷があった際、接地抵抗がきちんとできていれば、大地に電気を逃がす配線へ電気が正常に流れるのです。正常に電気を逃がせなくなっている場合は、いざ、必要な作業を行おうとしたときにかなり危険な状態だといえます。接地抵抗は、限りなく0に近いほうが良いです。

絶縁抵抗は、絶縁の不良や劣化が原因で感電や漏電などの危険性がないかを確認します。こちらも抵抗は限りなく無限大であることが望ましいです。開放電圧は、出力端子に何も接続していないときの出力端子の電圧のことをさします。ソーラーパネルごとにチェックしていくので、時間がかかる作業です。また、パワーコンディショナーのチェックは、瞬間発電電力の確認となります。パワーコンディショナーは、ソーラーパネルの設置をした場合、とても重要な部分になるのでチェックは特に慎重に行うことが多いです。”

メンテナンスの内容4:ソーラーパネル洗浄

“ソーラーパネルを設置した場合にするメンテナンスの内容4つめは、「ソーラーパネル洗浄」です。ソーラーパネルが汚れていると劣化を速めてしまったり、発電効率が悪くなったりします。一般的には、雨が降った際に汚れが流れ落ちるので問題はありません。しかし、鳥のふんなどで汚れた上に土などがこびりつくと、雨では簡単に落ちてくれないことがあります。そういった場合、自分で汚れを落としたくても、屋根の上ではそう簡単に洗浄することができません。やはり、プロの力が必要になります。ソーラーパネルの洗浄を業者に任せた場合、特殊な洗浄液を使って頑固な汚れもしっかり落としていくのです。洗浄液をつけてからブラシで掃除をするので、雨だけでは落ちなかった汚れでもきれいに落ちます。

ただし、プロに依頼する場合もタイミングを見計らってからがおすすめです。たとえば、春先には黄砂が発生します。せっかく洗浄してもらっても、黄砂の影響であっという間に汚れてしまう可能性が高いです。梅雨は雨の量も多く、普段はなかなか落ちにくい汚れも落ちることがあります。しかも、雨が多い時期ではプロも作業をしにくく、予定をたてにくいです。ベストな時期は、梅雨が明けた頃になります。その時期になると気温も上昇し、汚れがこびりつきやすくなるのです。ですから、比較的気温が高く、雨が少ない時期にソーラーパネルの洗浄をしてもらうのがおすすめ。もしくは、何かの修繕などで足場を作ってあるときも良いでしょう。屋根に設置してあるソーラーパネルを洗浄するためには、一般的に足場を用意する必要があります。もともと、足場を作る必要があるときならば一石二鳥なので、ソーラーパネルの洗浄もしてもらうと効率的です。”

まとめ

自家発電ができるという意味では電気代節約にもつながるため、利用者が増加しつつあるソーラーパネル。初期費用が高めなだけに、少しでも長持ちさせたいものです。使うパネルの素材によって寿命は違うので、できるだけ自分の住んでいる地域の気候に合う素材を選ぶようにするのがポイントの1つといえます。また、メンテナンス不足は発電効率を低くするだけではなく、劣化を速める原因になりがちです。特に、自然が多い地域に住んでいる場合、ソーラーパネルが汚れやすいので定期的に洗浄してもらうと安心して使うことができます。定期メンテナンスを怠らず、なるべくパネルを長持ちさせましょう。

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