思ったより発電しない！？太陽光発電の発電量で知っておくべき5つのポイント
公開日：2021/05/19 ｜ ｜ カテゴリ：太陽光発電の基礎知識
太陽光発電を検討している方で、「色んなメーカーがあるし、どれ選んだらいいの？」「ちゃんと発電してくれるのかな…」と不安がたくさんありますよね。
せっかく設置したのに思ったより発電しない…といった残念なことにならないために太陽光発電の発電量で知っておくべきポイントを解説していきます。
- 設置に向いている屋根かどうかの判断は重要！
- 太陽光の発電量を確保しやすい屋根形状は切妻屋根・片流れ屋根・段違い屋根・陸屋根
- 日当たりが良い場所では単結晶パネル、電柱などの影がかかる場合は薄膜系CISパネルが発電量を確保できる
- 1kWの太陽光パネルで発電できる量は約1,000kWh。平均的な家庭で年間使用電力量が5,500kWhなので、おおむね5kWh前後搭載がおすすめ
- 発電量が高いおすすめのパネルは、住宅用ではパナソニックHIT、産業用ではソーラーフロンティア
目次
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1.発電量が違ってくるポイント5点！
まずは、太陽光発電を設置するのにあたって、発電量を左右する基本的なポイントは以下の5つとなります。
- 屋根の形状・方位・角度
- 太陽光パネルの設置面積
- 太陽光パネルの1枚あたりの発電効率
- 日照時間
- パワコンの性能
屋根の形状・方位・角度
太陽光発電を自宅へ設置する場合、屋根の形状・方位・角度のこの3つは重要です。
まずは屋根形状です。
太陽光発電に向いている屋根形状は、切妻屋根・片流れ屋根・段違い屋根・陸屋根になります。これらの屋根に共通している特徴としては、「フラットな四角い面の面積が大きい」ことです。
太陽光パネルは長方形のタイプが多いです。屋根からパネルがはみ出るのは風の煽りを受ける理由からNGですし、三角形の屋根の長方形のパネルを当てはめると、面積を有効的に使えません。
このように、太陽光発電を設置するのに元々向いている屋根・向いていない屋根があります。
そして、その面が向いている方位も重要です。
当然、日当たりが良い南に向いている方が発電効率は良くなります。
南面の発電効率を100％とすると、東面・西面はそれぞれ約85％と発電効率が落ちるだけでなく、朝や夕方は自宅が影になってほとんど発電できていない、ということも想定されます。そのため、できれば南面に多く設置します。
北面に関しては、発電効率自体は南面に対して約60％となりますが、北面に太陽光を反射させてしまうので、基本的には設置をおすすめできません。
最後に、角度についてです。
季節によって日がのぼる位置や高さは変わりますが、ベストな屋根勾配が3.5寸～4寸と言われています。
（出典：街の屋根やさん埼玉川口店「屋根リフォームの際に注意したい屋根勾配のお話」）
一般的な切妻屋根で多い傾斜角度ですが、3.5寸、4寸屋根の角度はそれぞれ19.29°、21.8°です。
角度にこだわる理由は、太陽光パネルの発電効率です。
太陽光パネルは、パネルに対して垂直に光が入ると効果的に発電ができますが、斜めからの光では光が表面ガラスで反射したりと、効率が落ちてしまいます。
また、陸屋根の場合には架台と言われる専用の設置金具を使って、角度を付けて設置することが一般的です。陸屋根の場合は、面積が大きいのでたくさん設置したい場合にも良い形状です。
このように、太陽光発電に向いている屋根の形状・方位・角度で発電量が左右されます。
新築でこれから屋根形状を検討できる方はいいですが、リフォームの場合は屋根の形状まで変更はなかなか難しいため、自宅の屋根が「太陽光発電に向いているか？ どうか」を確認してみましょう。
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太陽光パネルの設置面積
太陽光パネルの設置は、屋根形状の話で「フラットな四角い面の面積が大きい」屋根が向いていると解説しました。
それでは、自宅の屋根にどれくらいの太陽光パネルが設置できるかな？ 自宅の屋根面積ってどれぐらい？ という疑問が出てくると思います。
ここでは、自宅の屋根面積の簡単な求め方、それに伴ってどれくらいの太陽光パネルが設置できるか？ を簡単にみていきます。
太陽光はどれくらい屋根に載る？
太陽光パネルは、メーカーや種類によって様々な大きさがありますが、おおむね幅1,300～1,800ｍｍ×奥行1,000～1,100ｍｍの大きさです。
概算で自宅の屋根にこのパネルがどれくらい載るか？ という計算では、
|
幅（横）方向：（屋根幅ー離隔距離（左右で各300ｍｍ程度））÷1,700ｍｍ 縦（奥行）方向：（屋根長さー離隔距離（左右で各300ｍｍ程度）×1.1 ）÷1,100ｍｍ |
※離隔距離はメーカーや品番によって異なります
※例：幅7,000ｍｍの屋根 →（ 7,000-300-300 ）÷ 1,700 ＝3枚 ※端数切り捨て
※例：奥行4,000ｍｍの平面投影寸法 → （4,818-300-300）×1.1 ＝ 4,639ｍｍ（概算屋根奥行）
4,639ｍｍ ÷ 1,100ｍｍ ＝ 4枚 ※端数切り捨て
縦列に関しては、屋根の長さを実測する必要がありますが、概算で見るだけであれば建物平面の寸法×1.1の寸法で計算してみてください。
例で表した家（南面の屋根 幅7ｍ×奥行 約4,8ｍ）では、概算では12枚の太陽光パネルが載る計算になります。
メーカーごとのパネルサイズや屋根実測寸法で前後してきますが、上記の例で1枚あたり300Ｗ発電するパネルなら3.6kWh、となります。
もっとも、屋根に上って計測したりは危険になるので、絶対やめましょう。
※補足：屋根面積の求め方
屋根の面積は、図面でも書かれていないことがほとんどです。
図面があれば求めやすいですが、図面がない場合も合わせて紹介していきます。
正確な公式としては、「（床面積＋軒の出の面積）×屋根の勾配係数＝屋根面積」になってきます。
※軒の出：屋根面で、外壁面から飛び出している部分を指します。
ただ、この計算式は複雑なので簡単な面積の求め方をお伝えします。
今回は上図のように、切妻屋根で片面だけ面積を求める方法を例に解説します。
まずは「投影面積」を求めますが、建物の縦横の長さを調べます。図面がない場合は自宅を実測してみましょう。
太陽光パネルを載せるのは南面のみ、とし図で表す縦側が屋根の頂点がどこなのか、を気を付けて計ってみましょう。
その建物の長さ寸法から、軒の出の長さを足します。図面がない場合は、上からメジャーでだいたいどれくらいか寸法を見てみましょう。
この寸法を縦横を掛け算して投影面積が出てきます。
この投影面積は、陸屋根のようなフラットな屋根でない場合は、傾斜によって係数をかけます。
傾斜角度がわからない場合、緩やかな角度の場合は1.05、急な角度の場合1.2を単純にかけても、おおよその面積は出ます。
太陽光パネルの1枚あたりの発電効率
太陽光パネルを載せることができる屋根の面積は、限りがあります。
そうすると、屋根の大きさに対して1枚あたりがより小さく、より発電量が高い太陽光パネルを選ぶことで、同じ屋根でも発電量を多く稼ぐことができます。
このバランスに関しては、設置業者に相談することになりますが、パネル種類ごとの特徴は下記です。
| パネル種類 | 発電量 | 特徴 | コスト |
|---|---|---|---|
| 単結晶パネル | 多い | 1枚あたりの発電量が多いので、設置面積が少ない住宅の屋根に向いています。 | 高い |
| 多結晶パネル | 中間 | 1枚あたりの発電量は単結晶よりは少ないですが、コストが単結晶より安価にです。 | 中間 |
| 薄膜パネル | 少ない | 1枚あたりの発電量は少ないですが、コストが安いため、野立てなどに向いています | 安い |
このように、コストとのバランスになってきますが、住宅の屋根は単結晶パネルが一般的には向いており、各社で住宅向けの製品は単結晶パネルが主流になっています。
変換効率がいいとたくさん発電するの？
日照時間
住んでいる地域により簡単にはどうしようもできませんが、日照時間によっても年間の発電量は左右されます。
こちらは都道府県別の日照ランキングです。
（出典：都道府県ランキング「年間日照時間ランキング」）
このように日本海側や山間地域は比較的日照時間が少ない県が多いことがわります。
しかし、太陽光パネルは特に夏季、表面が熱くなりすぎると、発電効率が落ちてしまう弱点があります。
夏でも涼しい地域は夏季の発電量が他地域に比べて高くなるので、寒冷地や避暑地のような地域でも、一概に設置してもムダ！ というわけではなく、意外とそこまで驚くほどの差はありません。
また、日本海側などの豪雪地域向けに、積雪設計された太陽光パネルもありますので、多少の雪が降る地域では設置自体は問題ありません。
パワコンの性能
太陽光パネルで発電した電気を、家の電気として使えるように変換する機械が、パワーコンディショナー（以下パワコン）です。
太陽光パネルで作る電気が効率的でも、パワコンの性能が低ければせっかくに発電量も、効果的に活かすことができません。
各社、パワコンの変換効率は限界まで高めてきていますが、パワコンの性能でも作り出す電気の量が左右されます。
| メーカー（各社5.5kW機種ベース） | パワコン変換効率 |
|---|---|
| 三菱 ※2020年3月生産中止 | 98％ |
| 東芝 ※TPV-PCS0550C | 96％ |
| パナソニック ※VBPC255NC2 | 96.5％ |
| シャープ ※JH-55JB4 | 96.5％ |
| ソーラーフロンティア ※KPK-A55-SS-HA | 96％ |
| ネクストエナジー ※SPSM-554B-NX | 96.5％ |
同じメーカーでも機種によって若干の差がありますが、おおむね95％～96.5％の変換効率になっています。
何年もの累積で積算していくと、発電量は差が広がっていきますので、できれば効率の高いパワコンを選びたいですね。
2.こんな条件は太陽光設置時に注意！
続いて、こんな条件の場合は太陽光の設置に向いていない、という条件を紹介していきます。
前章を読んで、冬に雪が多い地域に住んでいるけど大丈夫？ 日本家屋のように屋根形状が複雑…、といった不安がある方も当てはまる項目を重点的に読んでみてください。
ただ一概に全てダメというわけでもなく、ケースごとの対策についても併せてお伝えしていきます。
日照時間が少ない土地
前章で触れた日照時間に関してです。
都道府県別では日照時間の差が出ていますが、都道府県は関係なく、南に極端に高い土地や建物・山などがある場合は、設置前に日照をしっかり確認しましょう。
上記のような事情で、1階に日が当たらないだけであれば、屋根に設置する太陽光はあまり関係ありませんが、屋根にすら日光があまり当たらない時間が長い、という土地はさすがに避けた方が良いでしょう。
電柱などで常時影がかかる
上記のような南方向に屋根まで覆うような大きな建物があるケースはあまりないでしょう。
しかし、電柱が敷地内にあり、影が建物にかかることが多い場合は、発電量を確保するために気を付けた方がいいことがあります。
一般的に住宅用として採用が多いと紹介した「結晶系パネル」は、1枚の太陽光パネルの中に「セル」と呼ばれる発電する部分が集まって、1枚のパネルを作っています。
このセルは、直列配列になっており、一部分でも影が出来るとその1枚の発電量が一気に落ちます。
そして、太陽光パネルは数枚を直列に組み合わせて、パワコンと接続する仕組みになっていますが、1枚の太陽光パネルの出力が落ちると、その列の出力全部が落ちる性質があります。
乾電池を直列につないで豆電球を点灯させたときも、1個古い電池が交じっていると、豆電球が一気に弱くなってしまうのですが、それと同じ現象が太陽光パネルでも起こります。
そのため、その対策としては「薄膜系CISパネル」にすると良いでしょう。
（出典：ソーラーフロンティアHP「「実発電量」が高いCIS太陽電池」）
CISパネルは、1枚あたりの発電量は少ないですが、影に強く一部に影がかかっても発電量が影がかかっている分しか落ちない、という特徴があります。
そのため、影が常にかかってしまうような場合は、結晶系パネルに比べて見た目の発電量は少なくなりますが、実発電量を確保できるCISパネルをおすすめします。
なお、「薄膜系CISパネル」を扱っているメーカーは、ソーラーフロンティア（日本）・サンパワー（米国）などがあります。
屋根形状が複雑・北向きの傾斜
冒頭の屋根形状の欄で紹介した、切妻屋根・片流れ屋根・段違い屋根・陸屋根以外の屋根は、設置できる量が限られてきます。
一般家庭を想定した使用電力では、2kWh程度ではなかなかコストに見合った発電量も見込めず、せっかく設置したのに残念な結果になってしまいます。
太陽光の設置を考えるなら、4kWh前後が設置できるかどうかがおよその判断基準です。
特にリフォームの場合、屋根形状に関しては簡単には変えることができませんので、屋根形状を設置業者に測定してもらい、設置の可否を決めましょう。
また屋根に載せれない場合は、例えばしっかりとした支えのあるカーポートの上に載せるということもできます。（太陽光の荷重に対応できるカーポートかどうかは事前にしっかり確認してください）
ただ、いずれにしても無理に設置するようなことをすると、どこかで最悪の事態に発展することもあるため、発電量が見込める量が搭載できない、どうしても設計上無理な場合は諦めることも大事です。
3.太陽光パネルで発電する量は1kWで年間約1,000kWh！
発電に向いている条件・向いていない条件を紹介してきましたが、つづいては太陽光パネルで発電する量について掘り下げていきます。
太陽光パネルの年間発電量と1日の発電量
太陽光パネルで発電する量は、地域などの条件で左右されますが、おおむね平均的には1kWあたり1,000kWh、多くて1,200kWhとなります。
※補足：東京都/南面/5.28kWh/シャープのシミュレーションサイト参照
（出典：シャープHP「発電量シミュレーション」）
ただ、ここで1,000kWhと言われてもどれくらいの電気量なのかピンときませんね。
ちなみに2人以上世帯では年間の使用電力量は5,500kWhと言われています（環境省発表の世帯あたりの平均使用量は4,322kWhとありますが単身世帯も合算のため5,500kWhとします）
そのため、おおむね太陽光パネルを5kWh前後を設置すると、理論上は年間使用電力分を太陽光で発電できることになります。
続いて、1日の発電量に置き換えていきましょう。
晴天の場合、1kWで2.5～3.5kWhの電気を発電することができます。太陽光パネルが5kWh搭載時に1日の発電量は、12.5kWh～17.5kWhとなります。
雨天・曇天の場合は太陽光パネルの性能で左右されますが、おおむね雨天の場合で0.2～0.5kWh、曇天の場合で1kWh前後の発電量となります。
1日の平均的な家庭の使用電力量が、ガス併用住宅で10～15kWh、オール電化の家庭で15～25kWhになりますので、5kWhの太陽光を搭載して晴天であれば、1日の大半の電気量をカバーできる計算です。
これはもちろん日中だけの発電の為、昼間の余剰分は売電、夜間に関しては電力会社から買うことになります。
昨今の事情では、売電単価が下がってきていることや、電気代が高騰していることもあるため、夜間に電気を振り分ける役割をする蓄電池の注目が上がってきています。
発電量の計算方法
計算式で求める方式も後述しますが、難しい内容の為、一番簡単に求める方法はメーカーのシミュレーションサイトでご自身の条件を入力していくことが一番良いでしょう。
- シャープ：発電量シミュレーション
- パナソニック：エネピタ簡易版 / エネピタ詳細版 ※簡単な会員登録が必要
- 京セラ：簡単シミュレーション
- ソーラーフロンティア：発電量シミュレーション
少し難しい内容になりますが、年間発電量は計算式で求めることもできます。以下は参考程度にお考え下さい。
|
Ep=H×K×P×365÷1 公式にあてはめる数値は、下記になります。 ・Ep＝年間予想発電量（kWh/年） ・H＝設置面の1日あたりの年平均日射量（kWh/m²/日） ・K＝損失係数：約85% ・365＝年間日数 ・1＝標準状態における日射強度（kW/m2） |
日照時間が少ない地域での発電量
「そうは言っても、私は日照時間の少ない地域に住んでいるから不安」と思う方もいらっしゃると思います。
結論としては、地域差はあるものの年間の発電量でみるとそこまでの差はありません。
それでは、日照時間が少ない地域ではどれくらいの発電量なのかを見ていきましょう。
・シャープ：発電量シミュレーション
・パナソニック：エネピタ簡易版
上記で、平均より少し上の東京都の発電量シミュレーションと、日照が厳しいと言われている北陸～東北地域における発電量が、5％～10％減ぐらいで、そこまでの差はないことがわかります。
特に、豪雪地域の秋田は冬季の発電量が極端に低いですが、夏季についてはむしろ東京より発電をしていることもあり、年間を通すとこのような結果になります。
お住まいの地域で日照量が少ないことを懸念して今まで太陽光発電の設置に踏み切れなかった方も、エコ発で提携しているメーカーならその地域に合わせた最高効率のパネルを業者側も用意してくれます。ここまで記事を閲覧してくださった方は、太陽光パネルについての基本はしっかり身についているはずです。せっかくですからこの機会に以下のフォームから無料見積りを依頼してみませんか？
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パネル洗浄サービス・コーティングは費用対効果を検討
発電量を気にすると、パネルを洗った方がいいの？ という相談を受けることがあります。
ます、各太陽光パネルメーカーは汚れがたまりにくい設計にしているパネルが多く、そこまでの汚れは通常ではたまりにくいということを知っておくと良いです。
そして確かにパネルの表面の汚れを取り除くことで発電量がよくはなりますが、その汚れの洗浄での効果は発電量におきかえると数％の効果と言われており、費用対効果を検討する必要があります。
結論から言うと、費用対効果は正直みえづらい可能性が高いです。
5kWhで仮に年間5,500kWh発電する仮定で、仮に洗浄で3％改善したとしても、売電単価19円の場合、3,135円の増加になります。
これに対して清掃費用の一般的な相場が、約5万円～となっています。
鳥の糞害に悩んでいるような汚れが明らかに気になるご家庭は、洗浄サービスなどを検討してもいいと思いますが、それ以外の方はあまり気にされる必要はないでしょう。
4.発電効率が良い太陽光パネルはパナソニック！
それでは最後に、発電効率が良い太陽光パネルはどこ？ という悩みに答えていきます。
様々な意見がありますが、ここでは住宅用では「パナソニックのHIT」、産業用では「ソーラーフロンティア」を紹介します。
家の屋根に設置するなら「単結晶パネル」
家の屋根に設置する場合は、屋根面積が限られていることが大半の為、1枚あたりの発電量を多く稼げる「単結晶パネル」をおすすめします。
パナソニック・HITの特徴
パナソニックのHITの特徴は、「夏に強い」「曇天に強い」という点です。
パナソニックのHITは、単結晶パネルですがアモルファスと言われる電卓などに使われている発電パネルも積んでいます。
このパネルの特徴が、熱に強く日光が弱くても発電することです。
これにより快晴でなくても、安定した発電量を確保できることで人気が高いパネルになっています。
ただ、性能は非常に良いですが、他メーカーに比べると少しコストが高いケースが多いため、コストとのバランスも検討してみてください。
産業用で設置するなら「CISパネル」
産業用と言われる、空き地などに太陽光パネルを並べる場合は、住宅用と事情が異なってきます。
住宅用は面積が限られた中で、どれぐらい発電量を確保できるか？ が問題でしたが、産業用はコストと発電量のバランスが優先事項になってきます。
その場合、おすすめとしては1枚あたりのコストが安い「薄膜系CISパネル」をおすすめします。
その中でもおすすめなのが、「ソーラーフロンティア」です。
ソーラーフロンティア
ソーラーフロンティアのCISパネルは、実発電量を訴求しています。
電柱の影の影響を受けにくい話を前述しましたが、高温や影の影響を受けにくく、標準発電量を上回る実績が多く、導入後の満足度も高いことでも人気が高いです。
また、太陽光パネルでは海外製品では中には品質面で心配なパネルも多い中、ソーラーフロンティアは国内工場で一貫生産していることもあり、品質面でも安心できます。
太陽光の発電効率についてのQ＆A
最後に太陽光設備の発電量に関して良くある質問をQ＆A方式でお答え致します。
Q1.4人家族だと何kWの太陽光設備がオススメですか？
A.4人家族が1日で消費する電力の平均が4.5～5kWなので、5kWあれば無駄なく効率的に利用出来ます。
Q1.太陽光パネルの発電量やメーカーの違いが多くてどれが家に合うかわかりません
A.見積もりすれば、業者が家ごとにピッタリの太陽光パネルを選んでくれます。
監修
エコ発事務局 太陽光アドバイザー
曽山
『誠実、スピーディーな応対』をモットーに日々エコ発を運営しています。 お客様への応対だけでなく全国に数百ある提携業者様とのやり取りをはじめ、購入者様へのキャンペーン企画やウェブサイトの改善など、皆様のお役に立てるよう日々業務に取り組んでいます。 卒FIT後の太陽光発電の活用方法など、お困りごとがございましたら、お問い合わせにてお気軽にご相談下さい。
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