企業や家庭が、建物や所有している土地・カーポートなどで太陽光発電を行い、電気を自ら使用する方法を「自家消費型太陽光発電」といいます。
電力会社から購入している電気量を減らせるため、企業によっては大きな経済的メリットが得られます。また、昨今のトレンドである脱炭素社会への対応にも繋がるため、導入件数が年々伸びています。
この自家消費型太陽光発電でメリットを得るためには、設備の発電量をしっかり確保することが重要です。本記事では、太陽光発電の発電量に関する知識をお伝えしていきます。
目次
太陽光発電による経済的メリットは発電量がカギ
企業が自社の建物に太陽光発電設備を導入すれば、発電した電気を自社で使用したり、制度を利用して電力会社に余った電気を売ったりできます。
このとき、より多くの電気を発電すればするほど、太陽光発電による経済的メリットも大きくなります。
太陽光発電の発電量はどのくらい？
実際に、太陽光発電がどれくらい発電するのかをご紹介していきます。 太陽光パネルが発電する量は、製品・屋根の角度・日射量などの条件で左右されますが、平均的には年間で1kWあたり1,000kWhから1,200kwhになるといわれています。
これを単純に365日で割ると、1日に1kWあたり約2.7kWhから3.3kWhの電力が得られることになります。
月別・時間帯別の発電量の推移
日本は四季や梅雨など、時期による天候の違いが大きい国ですので、日射量が多い月や時間帯が存在します。
当社・ハウスプロデュースの事例をもとにみていきましょう。大阪府泉佐野市の企業様への設置事例では、月ごとの日射量と1kWあたりの発電量は以下のように推移するというシミュレーション結果が出ました。
（画像：ハウスプロデュースのシミュレーション数値をもとに作成）
日差しが強い夏場にたくさん発電しているイメージを持ちやすいですが、日射量を参照すると、じつは4月・5月も発電量（グラフの青線）が伸びていることがわかります。これは、太陽光パネルの温度が一定より上昇すると発電効率が落ちるという特徴をもっていることや、春先の比較的安定した気候が要因です。
太陽光発電の発電量の計算方法
太陽光発電設備の発電量の計算式は、NEDO（独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構）が発行しているガイドブックに記載があります。
基本的に、お客さまが自ら発電量を算出することは少ないかと思いますが、参考までにご覧ください。太陽光発電の年間発電量の計算式と各要素の説明は、以下のとおりです。
■年間の予想発電量（Ep）＝H × P × K × 365 ÷ 1
- Ep（年間発電量）：予想される年間の発電量（kWh）
- H（1日辺りの平均日射量）：太陽光発電を設置した面積における1日の平均日射量
- P（システム容量）：太陽光発電設備を導入する際の容量（kW）
- K（損失係数）：パネルの汚れや熱によって生まれる発電量の損失のこと。日本では「0.85」が使われることが多いです。
- 365：年間の日数
- 1：標準状態における日射強度（kW / ㎡）
太陽光発電の発電量に影響を与える要因
太陽光発電の発電量に影響する要因を挙げていきます。
屋根の方角・角度・形状
方角は、真南がベストとされています。東や西向きでも、南向きの場合の約85%の発電量を確保できますが、北向きの屋根面への設置は発電効率が落ちてしまいます。
屋根の確度は、基本的には30度くらいが発電効率が良いとされています。 太陽光パネルは四角形であるため、屋根も四角形のほうがレイアウトがしやすいです。より多くの発電量を生み出すためには、南向きに傾斜がついている屋根が相性が良いです。
ただし、陸屋根のように平面でも、施工において太陽光パネルに角度をつけて設置することで、最適な角度に調節が可能です。
太陽光パネルの設置面積
メーカーごとに太陽光パネルの大きさが異なるため、一概に「この面積でこの枚数が載ります」とはいえないです。また、屋根面積が広ければ広いほどレイアウトがしやすいですが、建物の使用電力量を加味したうえで、最適な枚数を設置することが大切です。
太陽光パネルの発電性能
建物の面積の範囲内で太陽光発電の発電量を高めるためには、より発電量が多い太陽光パネルを使用することも重要です。
| 発電量 | コスト | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 単結晶パネル | 多い | 高い | 1枚あたりの発電量が多く、小規模オフィスや住宅向き。 |
| 多結晶パネル | 中間 | 中間 | 単結晶よりは発電量が少ないが、コストも安くなる。 |
| 薄膜パネル | 少ない | 安い | 発電量では劣るがコストが抑えられるため、規模の大きい野立てに向いている。 |
2021年現在は多結晶パネルがメジャーです。コストや発電量とのバランスを考えて最適な太陽光パネルを選定することは、業者の知識や手腕にかかってきます。
日照時間
太陽光パネルは、日光が当たっている時に発電するため、単純に日照時間が長いほうが年間の発電量が多くなりやすいです。
会社の所在地は変えたくて変えられるものではないですが、自社で検討する時の参考になります。地域ごとの日照時間は後述します。
太陽光発電の発電量が少ない？想定される原因
太陽光発電設備の発電量は、さまざまな要因で下がってしまう可能性があります。想定される原因を知り、対策をすることが必要です。
- 経年劣化による発電量の低下
- 表面についた汚れ
- 影の入り方を考慮しきれていない設計
経年劣化による発電量の低下
技術の向上により、高性能な太陽光パネルが製造されているとはいえ、機械である以上、時間による劣化は起きてしまいます。
表面についた汚れ
太陽光パネルは性質上、屋外に置きっぱなしの状態になるため、表面ガラスが汚れてしまうと、発電効率が落ちてしまいます。定期的な点検によって、良好な状態を保つことが大切です。
影の入り方を考慮しきれていない設計
太陽光パネルは、繋ぎ方しだいで発電効率が大きく変わります。影が差す可能性がある場合、出力の低下を最小限に抑える太陽光パネルの組み方をする工夫が必要になり、ここは業者の力量によるところが大きいです。
日本全国の地域ごとの日射量の目安
以下の表は、2020年の都道府県別の日照時間を多かった順に並べたものです。単年のデータなので、年によっては前後する可能性があるため、参考としてご覧ください。
| 都道府県 | 年間日照時間(2020年) | 都道府県 | 年間日照時間(2020年) |
|---|---|---|---|
| 山梨 | 2216 | 福岡 | 1982 |
| 愛知 | 2209 | 大分 | 1980 |
| 岐阜 | 2196 | 長野 | 1977 |
| 群馬 | 2191 | 鹿児島 | 1971 |
| 和歌山 | 2178 | 長崎 | 1959 |
| 徳島 | 2146 | 山口 | 1953 |
| 兵庫 | 2144 | 栃木 | 1948 |
| 高知 | 2135 | 福島 | 1927 |
| 広島 | 2134 | 千葉 | 1913 |
| 静岡 | 2119 | 東京 | 1909 |
| 香川 | 2116 | 石川 | 1896 |
| 三重 | 2111 | 奈良 | 1887 |
| 大阪 | 2101 | 岩手 | 1883 |
| 茨城 | 2089 | 青森 | 1877 |
| 熊本 | 2070 | 秋田 | 1834 |
| 岡山 | 2066 | 新潟 | 1833 |
| 宮城 | 2056 | 滋賀 | 1823 |
| 愛媛 | 2047 | 京都 | 1817 |
| 宮崎 | 2045 | 山形 | 1790 |
| 佐賀 | 2042 | 島根 | 1785 |
| 神奈川 | 2021 | 福井 | 1777 |
| 埼玉 | 1996 | 富山 | 1738 |
| 石狩 | 1988 | 鳥取 | 1723 |
| 沖縄 | 1666 |
（気象庁の過去の気象データをもとに作成）
基本的に、日照時間は太平洋側が長く、日本海側や山間部では少なくなる傾向にあります。
ただし、日照時間が少ない地域だからといって設置ができないわけではありません。寒冷地で雪の影響を受けにくい太陽光パネルを使用したり、限られた日照時間のなかで効果を高める設計によって、十分メリットを出せる可能性があります。
実際にハウスプロデュースでは、上記の表では日射量が比較的少ない福井県や島根県のお客さまとのご契約をいただいています。
ハウスプロデュースは実際の発電量に近い精密なシミュレーションを行います
株式会社ハウスプロデュースは、太陽光発電のシミュレーションに力を入れております。
太陽光発電、とくに自家消費型は専門性が高い事業です。お客さまは相見積もりをしたとしても、最終的にはどこかの業者のシミュレーションを信じて購入をすることになります。
私たちは「設置場所の条件のなかでいちばん発電効率が良い設計」を追求するため、1社のお客さまに対して複数パターンのシミュレーションを行うこともあります。
ハウスプロデュースのシミュレーション作成の流れは、以下の記事で解説しているので、こちらも合わせてご覧ください。
まとめ
自家消費型太陽光発電で継続的にメリットを得るために、発電量を確保することが大切です。設計力・施工力に強い業者で、発電効率がよい設備を導入しましょう。
また、導入後は定期的な点検を行ったり、発電量のモニタリングを行うことで発電量をできるだけ把握しておくことも大切です。
発電量を確保できれば、電気代を大幅に下げることにより経費削減に繋がるほか、今後はどの企業でも取り組むことになるであろう「脱炭素経営」にも繋がります。
企業にとってメリットが多い再生可能エネルギーを、太陽光発電で検討してみてはいかがでしょうか。
