地球環境に優しく、電気代を削減することもできる「太陽光発電」。住居の屋根に導入する家庭も増えてきました。しかし、自宅の屋根に載せるとなると、なかなか思い切れないという方も多いのではないでしょうか。
この記事では、太陽光発電の年間・月別・時間帯別の発電量について詳しく解説します。「実際の発電量はどうなの？」「本当に電気代を削減できる？」といった疑問を解消することができますよ。
発電量の計算方法や、太陽光パネルの設置方法によって発電量を多くする方法も紹介します。太陽光発電システムの導入を検討している方は、ぜひチェックしてみてください。
そもそも太陽光発電とは？簡単に解説します！
太陽光発電とは、太陽の光エネルギーを使って発電することです。
太陽光は、永続的に利用できる「再生可能エネルギー」です。発電時にCO2などの温室効果ガスを出さないため、地球に優しいエネルギーとして注目されています。最近では、大規模な太陽光発電所が建てられたり、家庭の屋根に太陽発電システムとして設置されたりしています。
太陽光発電の年間発電量はどのくらい？計算方法も紹介！
家庭で太陽光発電システムの導入を検討するとき、気になるのが発電量です。
環境省の調査によると、2017年度の1世帯あたりの平均電力消費量は4,322kWhでした。ひと月平均では、約360kWhということになります。2～5人暮らしの家庭では、ひと月に300～400kWhの電力を消費しているといえるでしょう。
太陽光発電は、家庭の電力消費をどのくらい補ってくれるのでしょうか？早速みていきましょう。
太陽光発電の発電量｜1日・年間の発電量を解説！
一般家庭で太陽光パネルの設置容量は3～5kWです。ここでは、4人家族で電力使用量が平均400kWh/月の家庭に、4kWのパネルを設置したとして計算してみましょう。
太陽光発電の年間発電量は、1kWあたり1,000kWhが目安です。4kW であれば、年間発電量は4,000kWhとなります。月別では約333kWh、1日分にすると約11kWhとなる計算です。
太陽光発電は日光が当たる時間に発電し、昼間の電力消費をまかないます。ひと月の電力使用量が400kWhで、昼間の使用割合が3割の場合、昼間の電力使用量は120kWhです。
最大出力での発電量が333kWh、消費電力量が120kWhとなりますので、4kWは十分な容量だといえるでしょう。余った電気は売電したり、蓄電池に貯めたりできます。
発電量の計算方法｜kWやkWhについても解説！
ここまで、おおまかに太陽光発電の発電量を紹介しました。しかし、「そもそもkWとkWhって何なの？」と耳慣れない単位に疑問を持っている方もいるでしょう。
ここからは、発電量を計算する際の単位と、詳しい計算方法について解説します。
kWとkWhの違い
kW(キロワット)とは、発電する力「電力」の大きさを表す単位です。太陽光パネル1枚あたりの公称最大出力を表すときなどに使用されます。1kW＝1000Wです。
kWh(キロワットアワー)は、実際に使った「電力量」を表す単位です。「h」は「hour(時間)」のこと。つまり、1kWで発電を1時間行ったときに得られる電力量が1kWhということになります。
発電量の計算方法｜メーカーシミュレーションがおすすめ
計算式は、以下のようになります。
「年間平均日射量」×「損失係数」×「太陽光パネルの容量」=「年間発電量」
| 年間平均日射量 | 設置面に当たる日光の量 |
| 損失係数 | パネルの温度上昇・パワーコンディショナでの変換・パネルの汚れなどによるロス |
| 太陽光パネルの容量 | 設置したパネルの出力容量 |
実際に自分でデータを調べて計算するのは大変難しいので、メーカーのシミュレーションを試してみるのがおすすめです。
方法は、住んでいる地域・パネルの容量・屋根の向き・電力使用状況などを入力するだけ。発電量や削減できる電気代を、試算することができます。
発電量は時間帯・天候・季節によって異なる｜発電効率がいいのはいつ？
太陽光発電は、日射量と日照時間によって発電量が変動します。ここからは、季節別・時間帯別の推移を紹介していきます。日射量は日本の平均値をもとにしており、発電量のkWh数は4kWの太陽光パネルを設置した場合です。
季節・月別の発電量
日照時間が長い春から夏にかけて発電量が増え、短い冬に減ってしまいます。
発電量を月別にみると、最も多いのは4月～5月です。4kWのパネルを載せた場合、1日の平均発電量は15.6kWh程度になります。発電量が少なくなるのは12月で、1日の平均発電量は10.6kWh程度です。日が短いだけでなく、積雪の影響を受けることもあります。
真夏は日照時間は長いのですが、パネルの温度が上がってしまい発電効率が落ちるため、8月の発電量は少し下がります。6月は梅雨のため晴天時が少なく、こちらも発電量が少なくなります。
天候別の発電量
季節・月別の発電量は、ひと月の発電量を平均した値です。では、天候別の1日の発電量はどれくらいでしょうか？
太陽光発電にぴったりなのは晴れの日です。1日の発電量は30kWh程度期待できます。しかし、直射日光が強すぎる真夏には、パネルが高温になり発電効率が落ちる傾向があります。
曇りの日には、日射量が減り晴れの日の半分程度になるため、発電量も半分程度です。雨や雪の日には雲がさらに厚くなるため、日射量はとても少なくなります。1日中雨の日には、発電量が1kWhに満たない場合もあるでしょう。
また雪の日は、パネルの上に雪が積もって日光が遮られて、発電量が低下します。
時間帯別の発電量｜日射量の多い時間帯
朝日が昇ると、太陽光発電が始まります。
晴れの日の日射量は正午に一番多くなるため、発電量もその前後1時間がピークです。南向きに太陽光パネルを設置した場合、11時～13時で約40％、10時～14時で約60％の割合で発電します。
曇りや雨の日には、1日の日射量にあまり変化はありません。そのため、1時間ごとの発電量も昼に特別増えることはなく、朝夕と同程度です。
これまでも紹介したとおり、太陽光パネルは高熱に弱いという特徴があります。真夏の日光が強すぎるときには、正午を過ぎたあたりから発電量が落ちる場合があるでしょう。
太陽光発電の発電量を効率よく増やす方法
太陽光発電の発電量は、光の当たる時間と強さによって決まることは分かっていただけたでしょうか。太陽の動きや天候を変えることはできませんが、その力を最大限に活かす方法はあります。
パネルを最も太陽光を受けられる場所に設置し、発電効率を落とさないようにし、光が当たる面積を広くすればいいのです。具体的にみていきましょう。
太陽光パネルの向きや傾斜角度を調整する
最も発電量が多くなるのは、南向きに約30度の角度で設置する方法ですパネルの向きを南向きにすると、晴れの日の正午に最も多くなる太陽光を効率よく当てることができます。
角度は季節によって最適な角度が変わります。地域にもよりますが、夏至頃には0～5度、冬至頃には55～65度の傾斜角度に設置すると、太陽光を最大限に利用できます。家庭用の太陽光パネルは、屋根に固定する場合がほとんどですので、その中間の30度前後がおすすめです。
定期的なメンテナンス・清掃する
太陽光システム全体のメンテナンスや、太陽光パネルを洗浄することで、発電効率を高く保つことができます。経済産業省は、4年に1度の定期点検を推奨しています。変換効率が落ちていないか、出力は正常かなどを確認してもらいましょう。
また、屋根の上に設置するパネルには、砂・埃・葉・鳥の糞など、汚れが付着し、発電効率が落ちてしまいます。自分で掃除するのは、高所での作業になり危険です。設置を依頼した施工業者や、専門業者に依頼して清掃するようにしましょう。プロが1枚1枚きれいにしてくれますよ。
設置できる面積を広くする
設置する太陽光パネルの面積を増やすと、容量が増えるのに比例して発電量がアップします。
容量1kWのパネルを設置するのに必要な面積は、10～15平方メートル程度です。メーカーによっては、ハーフサイズや台形のパネルがありますので、設置面に敷き詰めることで面積を有効活用できます。自宅屋根だけでは足りない場合、カーポートの屋根へも設置可能です。
新築の場合は、屋根を太陽光パネルが載せやすいデザインにするのがおすすめ。切妻屋根や片流れ屋根で、方角が南寄りだとなおいいでしょう。
ちなみに、パナソニックの太陽光パネル(「P252aPlus」1580×812mm、公称最大出力252W/1枚)の場合、4kWにするには16枚、面積は約20平方メートル以上が必要になります。
環境に合わせてパネルの素材を選定する
太陽光パネルの素材によっても発電量が異なります。
例えば同じシリコン素材でも、単結晶パネルの方が、多結晶パネルより出力が大きくなるので、設置面が狭い家におすすめです。ただし、単結晶パネルの方がコストがかかります。設置面が広い場合は、多結晶パネルで十分な発電量が確保できる場合もあるでしょう。
また、高温に強いパネル素材を使用しているメーカーもあります。真夏の昼間に消費電力が多い家庭では、採用するメリットが大きいです。
太陽光パネル設置前に注意すること
①施工業者の選定
紹介してもらったり、複数社に見積もり依頼したりして、信頼できる施工業者を選びましょう。値段だけでなく、施工実績や製品説明を比較することで、工事未完や施工不良を防げます。
②蓄電池との併用を検討
太陽光発電システムと一緒に蓄電池を導入すると、夜間に自家発電した電力が使えます。停電時の備えにもなり安心です。
③卒FIT後の対策
余剰電力の売電価格は、FITによって10年間は固定価格が保証されます。ただし、その後は市場価格程度まで大幅に下がってしまう可能性が高いです。10年間で元が取れるよう設置費用のバランスを考えたり、余剰電力を自家消費するため蓄電池を設置したり、対策が求められます。
ちなみに小型ソーラーパネルとメガソーラーパネルの発電量は？
小型ソーラーパネルとは、一般的に持ち運びのできる太陽光パネルのことです。アウトドアに持っていけるコンパクトなものから、ベランダに設置できる容量200W程度のものまであります。
メガソーラーとは、設置されたパネルの容量が1メガW(1000kW)を超える太陽光発電施設のことです。パネルを繋げて畳ほどの大きさの1枚のものを、10,000平方メートル以上の敷地に並べます。
どちらに使用されるパネルも、出力容量から発電量が算出できます。例えば、最大出力が100Wの小型ソーラーパネルの場合、1時間の発電で100Wh、10時間で1kWhの電力が得られる計算です。光の量や角度によって効率は落ちるので、実際の発電量はこれより少ないと考えてください。
まとめ
ここまで、太陽光発電の発電量について解説しました。
太陽光発電は、日射量・日照時間・積載容量によって発電量が決まります。月別で最も発電量が多いのは4～5月で、少ないのは12月です。真夏はパネルの温度上昇によって発電量が減る傾向があります。
1日の発電量は天候によって異なり、晴れの日が最も多くなります。1時間ごとで言うと、正午前後が発電量のピークです。詳しい発電量の試算は、メーカーHPでシミュレーションしてみるのがおすすめです。
発電量を増やすためには、適切なパネル設置場所と角度・定期的なメンテナンス・広い設置場所が必要となりますので、ぜひ太陽光発電システム導入の参考にしてみてください。
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