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太陽光パネルの発電量は?

太陽光パネル発電量

地球にやさしく、電気代の節約にもなる太陽光発電。自宅に太陽光パネルを設置するには、どのくらいのシステム容量のものを選べばよいのでしょうか?また、実際にどのくらいの発電量が期待できるのでしょうか?

住宅用太陽光パネルの発電量の目安

日本エネルギー経済研究所の調べによると、一般的な家庭の1年間の消費電力量は5,315kWh。自宅に太陽光発電システムを導入する際には、気象条件などのリスクを差し引き、その約90~70%をカバーできるシステム容量を持つ太陽光パネルを選ぶのが目安になります。

一般的な家庭の1年間の消費電力量 5,315kWh × 90% = 4,7835kWh
→ 一般家庭に導入する太陽光パネルのシステム容量目安 約4,8000kWh

太陽光パネルの発電量を左右する条件

ただし、実際の太陽光発電システムの発電量は、さまざまな条件によって左右されます。太陽光パネルの設置を検討するときや設置業者に見積もりを依頼する際には、あらかじめ以下の5つの条件を十分に確認しておきましょう。

 太陽光パネルの設置枚数

太陽光パネルの設置枚数が多ければ多いほど、単純にその分だけ発電量は多くなります。そのため、自宅の屋根にいかに多くのパネルを設置できるかが重要になります。また、近年はパネル1枚あたりの省スペース化軽量化が進み、以前よりも多くの枚数を設置できるようになっています。

 太陽光パネルの性能(光エネルギーの変換効率)

太陽光パネルを選ぶ際、その発電性能を見極める指標となるのが光エネルギーの変換効率です。太陽からの光エネルギーをどのくらい電気エネルギーに変換できるかを表す値で、数値が大きいほど高性能ということになります。

例えば、光エネルギー100に対して変換できる電気エネルギーが10の場合、その変換効率は10%になります。現在発売されている太陽光パネルの変換効率は約10~19%で、高性能のものほど高価になります。

 太陽光パネルの設置角度と方角

太陽の光エネルギーを浴びて発電する太陽光発電システムでは、日陰があればそれだけ発電量は低下し、パネルの設置角度や方角によっても発電量が左右されます。

国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)によると、太陽光パネルの理想的な設置角度は傾斜角30度。傾斜角が水平に近くなるほど発電効率は悪くなり、傾斜角0度と40度の最大発電量の差は約10%です。

設置する方角は南向きが理想で、最も効率が悪いのが北向きです。例えば、大阪府大阪市・傾斜角30度のケースでは真南を100%とした場合、北は約66%、東・西約85%、東南・南西約96%の発電量になります。ただし、周囲の乱反射による光の量によって、この数値も変わってきます。

 住んでいる地域

太陽光発電システムは、設置する地域によっても発電量が変わってきます。雨や曇りの多い地域は、結果として日照時間が短くなるので発電量が少なくなるからです。

気象庁によると、年間日照時間ランキングの第1位は山梨県の2,183時間で、最下位は秋田県の1,526時間。日本全国の平均年間日照時間は1,897.4時間で、1日あたりの日照時間は5.2時間です。おおむね東北や日本海側は日照時間が短く、太平洋側は長い傾向にあると言えます。

 気候(天気・気温・季節)

太陽光発電は天気によっても左右され、晴れの日は効率よく発電できますが、曇りや雨の日は発電量が低下します。また、雪がソーラーパネルに積もってしまうと発電できなくなります。そのため、積雪しないような傾斜角で設置する必要があります。

さらに、太陽電池は高温になると変換効率が下がるという特性があるため、気温が低い方が有利です。夏場は気温の上昇が原因で、一般的に冬場に比べて1割程度パフォーマンスが落ちます。しかし、冬は夏よりも日照時間が短くなるため、結果的に発電量は少なくなります。

太陽光パネルの発電量の算出方法

上記のような太陽光発電の発電量を左右するさまざまな条件を加味して、実際の太陽光パネルの発電量をおおよそ調べることができる計算式があります。太陽光パネルの導入を検討する際は、前もって計算して期待出来る発電量の目安を確認しておきましょう。

太陽光パネルの発電量の計算式発電量(kWh)= システム容量 × 日射量 × 損失係数

 日射量の調べ方

住んでいる地域の日射量は、NEDOが公開するデータベースで調べる事ができます。データベースにアクセスし、地域のエリアや地点、パネルを設置する屋根の向きや角度を入力した結果得られる1日平均の数値を365倍すると、上記の計算式に必要な年間の累積日射量が求められます。

 損失係数とは?

実際の太陽光システムの発電量は、パネルに日光が当たり高温になればなるほどパフォーマンスが低下する熱損失や、パワーコンディショナーで電力を交流に変換する際の損失など、外的要因によって一定量(80%前後)が失なわれます。それらを損失係数として、季節によって下記のように定めています。

春(3〜5月) 夏(6〜8月) 秋(9〜11月) 冬(12〜2月) 年平均
85% 80% 85% 90% 85%

発電量を多くするための工夫太陽光パネルを設計する際に、日照条件に配慮した設計とすることが重要です。例えば、設置方位傾斜角については適切な方位・傾斜角を採用した方が発電量は多くなります。また周辺の建物等による日陰も発電量には大きく影響するため、設計時に日陰にならないよう検討しましょう。くわえて、毎日・毎月の発電量を確認することで、トラブルをいち早くチェックして改善することも重要です。毎月の発電量を記録しておき、前年同月比や前月と比較して当月の発電量の妥当性を確認するなど、主体的に発電量の確認を行っておくことをおすすめします。