屋根置き太陽光発電のメリット・デメリット|屋根にソーラーパネルを設置する前の注意点

屋根や屋上に太陽光パネルが設置された住宅やオフィス、工場などを見かける機会も増え、今や珍しい光景ではなくなりました。

そんな自家消費型の太陽光と呼ばれる太陽光システムでとくに重要なのが、太陽光パネルを取りつける屋根選びと設置方法です。太陽光パネルはどのような屋根に設置しても良いというわけではなく、設置場所や方角、角度などによっても発電効率は大きく変わってきます

そこで今回の記事では、太陽光発電にはどのような屋根が適しているのか、設置方法のポイントや設置後のメンテナンスなども含めて詳しく解説します。これから太陽光発電システムの導入を検討している方はぜひ参考にしてみてください。

関連記事:工場やオフィスの屋上で自家消費型太陽光発電を行うメリット|導入までの流れや注意点を解説

太陽光発電が向いている屋根とは?

オフィスや工場などで使用する電力を自社で賄う「自家消費型太陽光発電」のシステムを導入する場合、どのような屋根に太陽光パネルを設置するのが適しているのでしょうか。

屋根に太陽光パネルを設置する場合には、屋根の「方角」「角度」「形状」を見極める必要があります。それぞれのポイントは以下のとおりです。

屋根の方角

太陽光パネルの方角ごとの発電効率
太陽光パネルの方角ごとの発電効率

真南がベストとされています。東や西の方角でも設置は可能ですが、真南に比べると発電効率は低下する傾向にあります。

屋根の角度

基本的には30度程度の傾斜に設置すると発電効率が高まりますが、地域によって最適な傾斜の角度は若干異なります。たとえば、北海道の場合は35度程度、沖縄であれば20度程度が理想とされています。

極端に傾斜・の浅い屋根、または傾斜の急な屋根は発電効率が低くなる可能性があります。ただし、フラットな平面上の屋根であれば、設置時に角度・勾配を自由に調整することも可能です。

屋根の形状

太陽光パネル屋根設置例

太陽光パネルは四角形のため、屋根も四角形のほうが設置のレイアウトがしやすく多くの太陽光パネルを配置できるでしょう。また、より多くの設置面積を確保する意味では、南向きに傾斜がついている片流れ屋根、もしくは切妻屋根が適しています。

また、ビルの屋上のように平面な形をしている屋根の場合も、太陽光パネルの設置時に自由に角度を調整できるため適しているといえるでしょう。

一方、北向きの片流れ屋根や、南向きの屋根面積が極端に小さい屋根の場合、南向きに太陽光パネルを設置することが難しいため、不向きといえます。

太陽光発電の屋根への設置方法

屋根へ太陽光パネルを設置する場合、おもに「据え置き型」と「一体型」とよばれる2つの方法があります。それぞれの設置方法の違いを紹介しましょう。

屋根置き太陽光発電のメリットとデメリット

屋根置き太陽光発電

屋根置き太陽光発電は、屋根材の上に架台を固定してその上に、ソーラーパネルを設置する工法です。架台は、ソーラーパネルの固定と角度をつける役割があり、陸屋根などに用いられる設置方法です。

屋根置き太陽光発電のメリット
  • ソーラーパネルの変換効率が低下しにくい
  • 施工がしやすくメンテナンス性も高い

屋根置き太陽光発電は、架台を設置することで屋根材とソーラーパネルの間に空間できるため、熱が逃げやすくなっています。特にシリコン結晶型のソーラーパネルを採用する場合は、熱の影響を受けやすいため、一般的には屋根置きで設置します。

また、施工とメンテナンスが行いやすいため、設置費用やランニングコストが屋根一体型と比べて安いです。

屋根置き太陽光発電のデメリット
  • 屋根の構造によっては雨漏りのリスクが高まる

屋根置き太陽光のデメリットは、屋根の構造によっては雨漏りのリスクが高まることです。そのため、屋根に穴を開けずに架台を固定する方法で設置する場合が多いです。

しかし、屋根構造や建物の高さによっては、どうしても屋根材に穴を開けて架台を固定しなければならないケースがあります。その際は、穴を塞ぐコーキングなどの防水処理を施します。

屋根一体型のメリットとデメリット

屋根一体型のソーラーパネル

屋根一体型は、ソーラーパネルが埋め込まれた屋根材を設置する方法で、主に新築の建物や屋根のリフォーム時に採用される場合があります。

屋根置き太陽光発電のデメリット
  • 建物外観を損なわず設置できる
  • 屋根置き太陽光発電と比べて雨漏りのリスクが低い

屋根一体型の太陽光発電は、屋根とソーラーパネルが一体化して目立ちにくいです。また、屋根に穴を開けず固定するため、屋根置き太陽光発電と比べて雨漏りのリスクが低くなります。

屋根置き太陽光発電のデメリット
  • 建物外観を損なわず設置できる
  • 屋根置き太陽光発電と比べて雨漏りのリスクが低い
  • 設備の維持費用やメンテナンス費用が高くなる傾向がある

一方、屋根一体型は、ソーラーパネルと屋根材が一体化しているため、熱がこもりやすく高温になることで発電効率の低下してやすいです。

また、屋根裏に複数の配線を納めるため、接点に不具合が出やすくソーラーパネルの故障リスクが高まります。

太陽光パネルを屋根へ設置する際の注意点

太陽光パネルを屋根へ設置する際の注意点

広大な土地がなく太陽光パネルの設置場所が限られている企業にとって、屋根や屋上への設置は手軽な方法といえます。しかし、屋根や屋上への設置は、注意点やリスクがあることも事実です。

オフィスや工場の屋根へ太陽光パネルを設置する場合、どのようなポイントに注意すべきなのか紹介します。

1. 設置する屋根の方角・角度

「太陽光発電に向いている屋根」のステップでも紹介したとおり、太陽光パネルはできるだけ真南に設置したほうが高い発電効率が期待できます。そのため、屋根に設置する際には方角や角度も微調整しながら、できるだけ広範囲に長時間にわたって日光が当たるように設計について相談しましょう。

2. 施工不良による雨漏りなどのリスク

特に据え置き型の場合に注意したいのが、雨漏りのリスクです。架台を設置する際、屋根材へ穴を開ける必要があり、施工が不十分だと隙間から雨水が侵入してきます。

これを防ぐため、施工時には隙間が生じないようコーキング剤とよばれる充填剤を注入します。しかし、経年劣化によってコーキング剤にヒビ割れなどが生じ、雨漏りの原因になるケースもあるため注意が必要です。

3. 反射光

太陽光パネルは光の差し込み角度によって反射することがあります。特に低層の建物やビルへ太陽光パネルを設置すると、周囲から苦情が発生するリスクもあるため、導入時には細心の注意を払う必要があります。

反射光の問題が厄介なのは、太陽光発電を設置したオーナー自身は気づいていないケースが多いことです。

導入前の時点で実際に太陽光パネルを設置して確認したり、業者のなかには反射光のシミュレーションを行ったりしているところもあるため、まずは相談してみましょう。

4. パネルの重さによって屋根に負荷がかかる

メーカーや製品によっても異なりますが、太陽光パネルは1枚18kgから20kg程度の重量があります。大量のパネルを設置することで発電量は多くなりますが、その分屋根にも負担がかかることも事実です。

特に古い建物で屋根の劣化が進んでいる場合には、そのままの状態では施工ができず補強工事が必要になるケースもあります。

5. そもそも屋根が太陽光パネル設置に向いていないケースがある

太陽光パネルはどのような屋根でも設置できるわけではなく、素材によっては設置が難しいことがあります。企業の建物ではあまりないケースはないかもしれませんが、太陽光パネルの設置に向いている屋根とそうでない屋根を下記にまとめますので、参考にしてください。

太陽光パネルの設置に向いている屋根

  • 非住宅波型スレート(強度によっては不可)
  • 金属折半
  • プレスセメント瓦
  • 住宅用平型スレート
  • 金属横葺き
  • 金属縦葺き
  • 金属心木あり瓦棒
  • 金属心木なし瓦棒
  • シングル素材

太陽光パネルの設置が難しい屋根

  • 住宅用波型スレート
  • 銅板葺き
  • 波板葺き
  • 草木系素材
  • 重ね葺き
  • 二重屋根

雪国の屋根で太陽光発電はできる?

東北・北海道などの雪国でも地域によっては太陽光発電の効果が見込めます

たとえば盛岡・仙台・北海道などの日射量は低い数値ではなく、関東と同じくらいの日射量です。

また、太陽光パネルは気温が25℃以上になると発電効率が低下する特徴があるため、比較的気温が落ち着いた地域のほうがじつは太陽光発電に向いています。

パネルから雪が滑り落ちても事故につながらないような設置場所を確保したり、積雪を想定した施工によって費用が追加でかかったりする可能性がある点には注意が必要です。

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太陽光発電を屋根に設置するまでの流れ

太陽光発電を屋根に設置するまでの流れ

太陽光発電を屋根に設置する場合、発電システムの規模によっても異なりますが、小規模なオフィスや住宅の場合は3日から4日程度で施工が完了します。契約から引き渡しまでどのような流れで進むのか、それぞれのステップに分けて紹介しましょう。

1. 現地調査から契約

建物の立地や屋根の状態、屋内への配線引き回しルートの確認、蓄電池やパワーコンディショナーなどの設置場所なども含めて現地調査を行います。そのうえで、自社に適した規模のシステムを選定し正式に契約を結びます。

2. 架台の設置からパネルの取りつけ

取りつけ作業の当日は、屋根のどの部分に太陽光パネルを設置するかを決めた後、ポイントに合わせて架台を設置します。その後、太陽光パネルに配線を繋ぎながら架台へ設置していきます。

太陽光発電の規模が大きくなればなるほど、架台と太陽光パネルの設置には工数を要します。

3. 周辺機器の設置

屋根や屋上へ太陽光パネルの設置が完了したら、パワーコンディショナーや蓄電池などの周辺機器を設置し、屋内へ電気を引き込むため分電盤との接続工事を行います。この時、一時的に停電させてからの作業となるため、その間は社内で電気を使用できません。

4. 動作確認・引き渡し

一連の作業が完了したら、システムが通常どおり機能しているかを確認するためデータを測定し、問題がなければ工事完了・引き渡しとなります。

なお、小規模であれば施工完了までの期間で3日から4日と紹介したのはあくまでも施工作業から引き渡しまでの日数であり、商談や契約、現地調査までを含めるとそれ以上の日数を要します。

また、太陽光パネルや周辺機器などの在庫状況によっては、取り寄せに日数がかかる場合もあるため、事前に施工業者へ確認しておきましょう。

契約までの流れに関しては、こちらの記事で解説しています。

関連記事:自家消費太陽光発電の設置までの流れや手続き|問合せ前の準備を解説

太陽光発電で屋根が傷むリスクはある?

太陽光発電システムの設置によって屋根が傷む可能性はあります。

太陽光パネルは1枚あたり約15kgの重さがあり、それを複数敷き並べるので、住宅や事業所の屋根にはつねに重量がかかります。

もし住宅や事業所の屋根が太陽光パネルを載せられる強度があるか心配な場合は、補強工事をしたり、耐久可能な分だけ設置したりするなどの対策があります。

太陽光発電で屋根が傷む要因

  • 設置業者の知識不足
    太陽光パネルを屋根に設置するためには、「穴をあけて取り付け用の金具で固定」するケースが多数です。業者によっては屋根または太陽光発電に対する知識が少なく、屋根を傷めるミスをしてしまうことが散見されます。
  • 防水処理が甘く雨漏りが起きる
    太陽光パネル設置には「屋根に穴をあける」作業が伴います。ここで防水塗装をきっちり行えば雨漏りする心配はないのですが、これも業者の知識不足やミスによって、雨漏りが発生するリスクがあります。
  • 屋根の劣化が進んでいる
    太陽光パネルの設置は屋根に少なからず負担を与えるため、屋根の劣化がすでに進んでいた場合は、工事がきっかけで雨漏りなどのトラブルに繋がりかねません。ちなみに、旧耐震(1981年6月1日以前に建築認定を受けた建物)基準の建物への太陽光発電システム設置は推奨されていません。

上記のような屋根の傷みのリスクを減らすためには、太陽光発電と屋根構造の双方のノウハウを保有している業者へ依頼することが重要です。

太陽光発電を屋根に設置した後のメンテナンス

太陽光発電は設置工事が完了したからといって、メンテナンスフリーで使い続けられるものではありません。どのようなメンテナンスが求められるのか、具体的な内容とメンテナンス費用についても紹介しましょう。

メンテナンス内容

太陽光発電規模に応じて定期的なメンテナンスを行わなければなりません.工場や大規模なオフィスなどに太陽光発電を導入する場合には、定期点検も含めて依頼できる施工業者を選ぶことがおすすめです。

また、50kW未満の場合には、必要に応じて目視点検と数値測定を行いましょう。目視点検は、パネルの表面に汚れが付着していないか、パネルが破損していないかを確認し、必要であればパネルの表面を清掃します。

数値測定についてはサーモグラフィーによる発熱点検やセルラインチェックなどがありますが、いずれも専用機器が必要なため業者へ依頼しましょう。

メンテナンス費用について

業者による点検やメンテナンスの費用相場は太陽光発電の規模によっても多少異なるものの、小規模な設備であれば月額1万円程度が相場とされています。

ただし、大規模な太陽光発電となると点検にも時間がかかるため、別途見積もりが必要になります。

太陽光発電の安全性を確保するハウスプロデュースの屋根診断

太陽光設置お任せ隊(運営:株式会社ハウスプロデュース)は、屋根修繕事業からスタートした企業であり、太陽光発電だけでなく屋根のノウハウも豊富です。

「太陽光パネルを設置することで建物の安全性を損なわないか」「耐荷重が心配」という企業のお客さまに対して「屋根診断」を承っております。

  1. 屋根材や設置可否の診断
    太陽光パネルは、屋根材の種類によっては架台の取り付け方法が異なるほか、そもそも設置が難しいケースがあります。
    設置可否や補強の必要性を判断するためには専門的な知識が必要です。当社では責任を持って屋根材の調査を行ない、仮に設置が難しい場合でも無理な提案はいたしません。
  2. 屋根の形状や方角の判断
    太陽光パネルの角度は30度程度が理想ではありますが、±10度くらいの場合は発電効率としては2〜3%の差です。そのため、基本的には屋根の傾斜に合わせて太陽光パネルを取り付けます。
    また、積雪地域ではパネルに積もった雪が落雪したさいのトラブルを避けるための設計を検討したり、陸屋根の場合は太陽光パネルに角度をつけるかどうかや影への配慮を考慮したりといったことを、診断をもとに考えます。
  3. 屋根の傾斜角度診断
    太陽光パネルの角度は30度程度が理想ではありますが、±10度くらいの場合は発電効率としては2〜3%の差です。そのため、基本的には屋根の傾斜に合わせて太陽光パネルを取り付けます。
    また、積雪地域ではパネルに積もった雪が落雪したさいのトラブルを避けるための設計を検討したり、陸屋根の場合は太陽光パネルに角度をつけるかどうかや影への配慮を考慮したりといったことを、診断をもとに考えます。
  4. 太陽光パネルの設置可能面積の判断
    太陽光パネルの設置可能面積は、棟や軒先などから一定の間隔を空けて考える必要があります。より正確な設計・発電量を計算するため、現場での測定を行ないます。

まとめ

太陽光発電

自社の屋根や遊休地に太陽光発電を設置することで、電気代削減や環境対策といったメリットが得られるため、近年では一般家庭だけでなく、工場など事業所へ太陽光発電の設置を検討する企業が急増しています。

太陽光発電の設置には、設置できる面積の確認だけではなく、設置場所の特性を理解した上で、条例に遵守して取り組む必要があります。

太陽光設置お任せ隊(運営:株式会社ハウスプロデュース)では、設置前に必ず現地調査を行い、自治体などに条件を直接確認した上で、設置場所に適した太陽光発電システムの設計・設置を行っております。

まずは、自社の屋根や遊休地に太陽光発電を設置できるか知りたい場合は、ハウスプロデュースにて調査いたします。太陽光発電の設置に関して不明点や不安がございましたら、お気軽にお問い合わせください。屋根工事と太陽光発電工事のプロフェッショナルとして、あらゆる疑問にお答えさせていただきます。

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執筆者:太陽光設置お任せ隊編集部
太陽光発電及び屋根工事のプロとして全国で5,000件以上の産業用太陽光発電の企画・設計・施工管理を手がける太陽光設置お任せ隊の記事編集チーム。豊富な実績より培ったノウハウと専門家からの取材に基づいた情報を初めての方でも分かりやすくお伝えします。現在、第一種電気工事士・宅地建物取引士・一般耐震技術認定者・エネルギーマネジメントアドバイザー等有資格者が在籍。
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