太陽光発電の仕組みとは?設置費用や売電価格を わかりやすく紹介 – EcoFlow Japan

太陽光発電の仕組みとは?
設置費用や売電価格をわかりやすく紹介

住宅や工場の屋根にある太陽光発電システムを見た時、設置費用はいくらかかるのか、電気代はどれくらい節約できるのかなど疑問に思う人もいるでしょう。

太陽光発電は、地球環境に優しいエネルギーで自家発電することができ、電力会社に売電して収入を得ることも可能です。また、停電時にも給電可能なため、自然災害に備えて導入するご家庭も増えています。

この記事では、太陽光発電の仕組みや設置費用、売電価格などをわかりやすくご紹介していきます。

太陽光発電の基礎知識

太陽光発電とは、太陽光をソーラーパネルに照射することで、太陽光エネルギーを電気エネルギーへ変換する設備のことです。

かつては工場などで利用されてきた太陽光発電ですが、最近では一般家庭でも普及しています。

太陽光発電を導入する目的は人それぞれで、発電した電気を自家消費して節電したいという人もいれば、万が一停電した時でも電気を使いたいという人もいます。

現代においては珍しくない存在となった太陽光発電ですが、どのような仕組みになっているのかを説明していきます。

電力が供給される仕組み

太陽光発電は、ソーラーパネルに搭載されている半導体に光を照射し、光電効果という原理で発電を行っています。

ソーラーパネルは、太陽電池やモジュールとも呼ばれており、「n形」と「p形」のシリコン半導体を重ね合わせた構造になっています。

半導体に太陽光を照射すると、光のエネルギーを吸収して電子が動き出し始め、2箇所の電極を導線で結ぶことで電流が発生。

そして、エネルギーを持った電子が半導体に戻る動きが繰り返されることで電力が供給されるのが、太陽光発電の仕組みです。

ソーラーパネルについて

ソーラーパネルとは、太陽電池を組み合わせて繋げた大きなパネルのことです。

太陽電池の最も小さな単位を「セル」と呼び、セルを板状に繋げたものがソーラーパネルの完成形にあたる「モジュール」です。

ソーラーパネルを複数枚使用する場合、モジュールを繋げた最大の単位を「アレイ」と呼ぶこともあります。

屋根に設置するタイプの太陽光発電の場合、モジュール単位でソーラーパネルを設置し、設置面積が広いほど、発電量も大きくなります。

住宅用太陽光発電システムとは

一般家庭で利用される太陽光発電は、「住宅用太陽光発電システム」と呼ばれています。

基本的に設置する場所は屋根となっており、ソーラーパネルと併せて、パワーコンディショナーや分電盤などを設置しなければなりません。

一般家庭で太陽光発電をする時に必要な装置や、装置の役割をそれぞれご紹介していきます。

ソーラーパネル

屋根に設置するソーラーパネルは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する大事な役割を担っています。

強度を保てるように、ガラスや樹脂などでパネルの表面を保護しており、日射量が増えると発電量も大きくなります。

ただし、経年劣化や汚れ、破損によって本来のパフォーマンスが発揮できないケースもあり、定期メンテナンスは必要不可欠です。

接続箱

接続箱は、複数のモジュールからから流れてきた電力を一本にまとめ、パワーコンディショナーへ送る設備のことです。

雨や砂埃の影響をできるだけ受けないように、軒下や屋内に設置するのが一般的です。

パワーコンディショナー

太陽光エネルギーで発電した電気エネルギーは直流となるため、一般家庭で消費するには交流に変換する必要があります。

接続箱から流れてきた直流電力を、交流電力に変換するのがパワーコンディショナーです。つまり、パワーコンディショナーがなければ、太陽光発電で家電などに給電できないということになります。

メーカーによっては、接続箱とパワーコンディショナーが一体化した製品も提供されています。

分電盤

ひとつにまとめられた電力を、各部屋やフロアごとの回路を分ける役割を担っているのが分電盤です。

分電盤には、回路ごとの電気をチェックする機能も備わっており、電気の使いすぎや漏電による事故を防止することができます。

電力量計(スマートメーター)

電力量計とは、電力会社に電気を売った電力や、電力会社から買った電力を計測する機器のことです。

電力会社は、電力量計の数値を見て毎月の電気代を請求しています。

最近では、インターネットを通じて電力量を計測できる「スマートメーター」が普及しており、電力会社の職員が家まで足を運んでチェックするケースは以前より大幅に減っています。

HEMS

HEMSとは、「HomeEnergyManagementSystem(ホームエネルギーマネジメントシステム)」のことで、自家消費するエネルギーをコントロールできます。

具体的には、さまざまな家電製品や電気機器、電気自動車をネットワークで繋ぎ、それぞれの電気使用量を見える化することが可能です。

発電量と消費電力がわかりやすくグラフ化されるため、節電の意識をより高めることができます。

蓄電池

太陽光発電と併せて導入を検討すべきなのが、蓄電池です。

蓄電池は、太陽光発電システムで発電した電気を貯められる装置で、昼に蓄電した電気を夜に自家消費することができます。

太陽光発電は、太陽の光がなければ発電できません。そのため、蓄電池と併用することで夜間や停電時でも給電できるようになります。

例えば、蓄電した電気を夜に使用して自家消費を増やしたり、貯めておいた電気を昼に消費することでピーク電力を減らしたりするなどの活用方法もあります。

太陽光発電が生活にもたらすものとは

自宅に太陽光発電システムを導入するかどうか悩んでいる人は、実際に生活にどのようなプラスの影響をもたらすのか気になるところでしょう。

大きなメリットを挙げるとすれば、「売電しながら節電ができる」「非常時でも電気を使える」という2つです。

生活がどう変化するのかイメージしやすいように、さらに詳しく説明していきます。

売電しながら節電ができる

住宅用太陽光発電システムでも、自家発電した電気を電力会社に売電することが可能です。

また、売電せずに自家消費することで、電力会社から電気を買うよりも電気代を安く抑えられるケースもあります。

太陽光発電は設置費用がかかりますが、売電と自家消費を長年続けることで費用を回収できる仕組みになっています。

非常時でも電気を使える

地震や台風などで停電が起こった時でも、太陽光発電システムがあれば家電などに電気を供給できます。

災害大国とも呼ばれる日本においては、万が一の備えとして太陽光発電システムが重宝します。例えば、地震によって復旧の目処が立たない停電が起こった場合、冷蔵庫の中身を腐らせずに済み、真夏の暑さに苦しんだり真冬に寒さに震えたりすることもありません。

蓄電池があれば、太陽光がなくとも非常用電源として活用できるため、さらに生活に対する安心感が増すでしょう。

電気代が高騰しても影響を受けない

電気代は、世界的な資源高や情勢の変化、円安などが引き金となって高騰します。

将来的にも電気代の価格上昇が予想される中、太陽光発電システムがあれば電気代高騰の影響を受けることがありません。

また、発電量や消費電力が見える化されるため、無駄な電力消費に気づくことができ、節電効果も高まります。

地球環境保全に貢献できる

太陽光発電は温室効果ガスを排出しないため、地球環境に優しい発電が実現します。

また、太陽の光をエネルギーとして発電を行っているため、資源が尽きる心配もなく、再生可能エネルギーとも呼ばれています。

環境汚染対策としても注目されている発電方法であり、今後、さらに一般層に普及する可能性が高いです。

折りたたみ式ならキャンプでも発電可能

太陽光発電を行うソーラーパネルは、敷地に設置する巨大なタイプから、折りたたみ式の持ち運びタイプまでさまざまな製品が開発されています。

折りたたみ式のソーラーパネルなら、キャンプやピクニック中でも太陽光発電が可能です。

例えば、電源サイトがないキャンプ場でも、スマートフォンやモバイル機器などに充電したり、電気式のライトに明かりを灯したりできます。

業界最高級のパワフルな折りたたみ式ソーラーパネル

EcoFlowが提供する400Wの折りたたみ式ソーラーパネルなら、業界最高水準の発電効率で太陽光発電ができます。

高耐久でIP68防塵・防水規格に準拠して作られているため、キャンプやアウトドアでも安心して活用可能です。

コンパクトに折りたたんで保護ケースに収納すれば、かさばることなく車に積んで持ち運びできます。

太陽光発電システムのある充実したキャンプ体験をしてみたい方は、EcoFlow社の「400Wソーラーパネル」のご利用をぜひご検討ください。

自給自足の生活や車泊でも大活躍

太陽光発電システムがあれば、電気の通っていない山小屋や別荘での自給自足の生活を送ることができます。

また、キャンピングカーやRVで連日車中泊する際、照明に明かりを灯したり調理器具を稼働させたり、万能に活躍してくれるでしょう。

EcoFlow社をはじめ、さまざまなメーカーが多種多様な製品を開発しているため、使用用途に応じてサイズや容量を選んでみてください。

住宅用太陽電池モジュールの設置方法

一般家庭で太陽光発電を行う際、「屋根置きタイプ」と「屋根建設タイプ」の2種類に分けられます。

屋根置きタイプにあたる勾配屋根型は、屋根の表面にフィットするような形でソーラーパネルを設置します。

屋根置きタイプの陸屋根型では、屋根材の上に架台を取り付け、太陽光が当たりやすい角度に傾けてソーラーパネルを設置可能です。

ソーラーパネルが住宅の屋根の役割を果たすタイプは、屋根建設型と呼ばれており、屋根材機能に加えて防火性能も備わっています。

屋根材一体型は、屋根材自体にソーラーパネルが組み込まれたタイプです。

ソーラーパネル自体が屋根材になっているタイプは、屋根材型と呼ばれています。

住宅用太陽光発電システムという同じ括りでも、設置するタイプによって発電効率が異なります。導入する際は、複数のタイプを比較してコストパフォーマンスに優れたものを選択しましょう。

住宅用太陽光発電システムの設置費用

気になる住宅用太陽光発電システムの設置にかかる費用ですが、2021年においては、5.00kWの設置容量で137.5万円が相場とされています。

設置容量設置費用1kWあたりの価格
5.00kW137.5万円27.5万円/kW

出典元:調達価格等算定委員会|経済産業省

太陽光発電システムにかかる費用や単位について、詳しく説明していきます。

1kWあたり約27.5万円のコストがかかる

住宅用太陽光発電システムでは、1kWあたり約27.5万円の費用が発生するといわれています。

ここで出てきた「kW」という単位は、ソーラーパネルが太陽光を照射した時の瞬間的な発電出力のことです。1kWあたりどのくらいの単価になるのかは「kW単価」と呼び、以下の計算式で算出可能です。

 「kW単価」=「設置にかかる費用総額」÷「パネルのkW数」

 太陽光発電の設置容量を増やす場合、パネルやケーブル代は高くなっても、その他の費用はほとんど変わりません。

 従って、設置容量を増やすほどkW単価が安くなる仕組みなっており、余剰電力を効率よく売電できるということになります。

太陽光発電の設置費用はかなり安くなっている

太陽光発電システムの設置費用相場は、ここ10年で100万円以上安くなっており、費用対効果が高い状態にあります。

2010年における設置費用相場は約283万円でしたが、2021年においては137.5万円と報告されています。

 大幅に設置費用が安くなったのは、電気の余剰買取制度が導入されたことや、コロナ禍によって電力の需要がより高まったことが要因だとされています。

太陽光発電にかかるさまざまなコストの内訳

太陽光発電システムを設置する場合、モジュールなどの装置以外にも工事費や諸経費が発生します。

例えば、5.00kWの太陽光発電システムを約140万円で設置した場合、以下のようなコストのイメージになります。(※下記の数字はあくまでも2022年4月時点の参考値になります。)

商品名数量金額
太陽電池モジュール203,260,000円
接続箱130,000円
パワーコンディショナー1290,000円
モニター195,000円
ケーブル324,000円
工事費280,000円
諸経費21,000円
合計4,100,000円
消費税410,000円
合計(税込)4,510,000円
値引き額-3,010,000円
総金額(税込)1,400,000円

太陽光発電システムの設置を業者に依頼した場合、基本的に大幅な値引きをされた上で見積もりを出されます。

業者によって最終的な値引き料が異なるため、複数社に見積もりを出してもらって比較するようにしましょう。

太陽光発電の設置で売電収入が得られる

太陽光発電システムを導入する際、一般家庭でもFIT制度(固定価格買取制度)を利用することで売電収入を得られます。

FIT(固定価格買取制度)が適用されてから10年間にわたり、固定価格で余剰電力を売ることが可能です。

具体的にどのような制度なのか、10年後に売電は可能なのかについて説明していきます。

FIT(固定価格買取制度)とは

FITとは、発電した電気を電力会社に買い取ってもらえる制度です。

一般住宅の屋根に設置する小規模な太陽光発電システム(10Kw未満)の場合、10年間にわたって売電収入を得られます。大規模な法人・投資用の太陽光発電システムになると、20年間継続して売電することが可能です。

電気の売電価格は、年度ごとに経済産業省により発表され、発電システムの容量によって単価が異なります。

FITが終了しても電気代削減が可能

FIT制度の適用から10年経過して契約が満了になっても、低価格で新たな電力会社に売電することができます。

例えば、2022年時点でFIT制度が終了した場合、電力会社から電気を買うよりも自家発電した電気を自家消費した方がお得です。

FIT期間中は売電を自家消費を併用し、契約満了後は自家消費オンリーに切り替えて、節約効果を最大化しましょう。

住宅用太陽光発電の売電価格

2022年度からFIT制度での売電をスタートした場合、1kWhあたり17円で買い取ってもらえます。

2012年42円/kWh
2013年38円/kWh
2014年37円/kWh
2015年33円~35円/kWh
2016年31円~33円/kWh
2017年28~30円/kWh
2018年26~28円/kWh
2019年24~26円/kWh
2020年21円/kWh
2021年19円/kWh
2022年17円/kWh

ここ10年間で売電価格は毎年下がっていますが、その分、設置費用も安くなっているのが現状です。

売電収入の計算式

実際に、FIT制度でどのくらいの売電収入を得られるのかをシミュレーションしていきます。

例えば、5.00kWの太陽光発電システムを導入したとします。

日本での平均年間発電量は、1kWで約1,000kWh〜1,200kWhとされています。つまり、5.00kWの太陽光発電システムなら、年間約5,000kWh〜6,000kWhの発電が可能ということです。

上記の数字を用いて初年度における売電収入を求める場合、以下のような計算式になります。

「100,200円(初年度の売電収入)」=「6,000kWh(売電量)」×「17円(2022年度の売電価格)」

単純計算すると、10年間で約100万円の売電収入を得ることになります。この計算では自家消費した分の電力が含まれていないため、実際にはもっと大きな収益を得られるでしょう。

FIT満了後の節電効果も含めて考えた場合、十数年あれば設置費用総額を上回る収益に期待できます。

太陽光発電と蓄電池のセットで非常時に備えられる

太陽光発電システムは、蓄電池とセットで導入することで、太陽が出ていない時間帯でも給電できるようになります。

例えば、昼間に蓄電池に電気を貯めておき、太陽が沈んだ後に蓄電池に貯めた電気を消費することができます。

蓄電池を用いたダブル発電なら、自然災害などで停電になった場合でも、安全に電気を使用できるのです。

ダブル発電で電気代0円を目指せる

ダブル発電は非常時に備えられるだけではなく、電気代0円も目指せる画期的な方法です。

蓄電池に電気を貯めておくことで、必要な時に必要な分だけ電気を消費できます。

オール電化の住宅であれば、モジュールの設置容量を大きくして発電量を増やすことで、光熱費を大幅に削減することもできるでしょう。

太陽光発電と蓄電池の導入で補助金が下りる

太陽光発電システムと補助金対象の家庭用蓄電池、そしてHEMSの3つを揃えることで、DER(VPP)と呼ばれる補助金の交付を受けられます。

以下は、2022年度において助成対象となる一部の製品と、その補助金額をまとめたものです。

助成対象となる製品蓄電池蓄電容量補助金額
長州産業
スマートPVプラス
ハイブリッド型14.08kWh508,800円
長州産業
スマートPVマルチ
ハイブリッド型9.8kWh375,600円
ニチコン
蓄電システム
ハイブリッド型12.0kWh431,100円
ニチコン
蓄電システム
単機能型16.6kWh582,800円
スマートスターL単機能型9.8kWh327,500円
スマートスター3単機能型13.16kWh427,400円

上記の他にも、自治体による補助金制度などがあるため、設置費用をできる限り抑えたいという場合にはチェックしてみてください。

停電時の備えとして注目を浴びている

東日本大震災での教訓をもとに、一般家庭でも大規模な災害に備えた非常用電源を確保する動きが増えてきました。

太陽光発電システムと蓄電池の組み合わせは、非常用電源の代表的な例です。ただし、住宅用太陽光発電システムの設置費用相場は130万円を超えるため、簡単に導入できない人も多いでしょう。

そんな人におすすめしたいのが、ソーラーパネルと繋いで充電でき、さまざまな電気機器に給電できるポータブル電源です。

折りたたみ式ソーラーパネルとポータブル電源の組み合わせは、「太陽光発電セット」とも呼ばれ、自宅以外の拠点でもパワフルな発電と給電が実現します。

EcoFlowのポータブル電源

EcoFlowでは、定格出力3,000W/瞬間出力6,000Wという圧巻な出力を誇るポータブル電源「DELTA Pro(デルタ プロ)」をご提供しています。

ドライヤーと電子レンジを同時に使用しても余力が残るほどの給電が可能です。災害時には、スマートフォンの充電が切れる心配がなくなり、電気毛布やファンヒーターを稼働させられます。

特許出願済の急速充電「X-Streamテクノロジー」により、わずか2時間で3,600Whもの充電が可能です。

先にご紹介したEcoFlowの400Wソーラーパネルと組み合わせることで、発電しながら給電することもでき、一家に1台あるだけで大きな安心感を得られる「スマート発電機」です。

住宅用太陽光発電の選び方

ここからは、一般家庭に住宅用太陽光発電システムの選び方をご紹介していきます。

選定のポイントとなるのが、「如何に効率よく発電可能か」「kW単価は安いか」「信頼できるメーカーなのか」という3点です。

設置費用の安さだけを重視して失敗しないように、選び方の重要ポイントをしっかりおさえておきましょう。

変換効率は20%以上がおすすめ

太陽光発電システムが如何に効率よく発電可能かは、「変換効率」という指標で表されます。

結論から言うと、モジュール変換効率(セル変換効率)は「20%以上」あると十分なパフォーマンスに期待できるでしょう。

22%以上の製品であれば、業界の中でも最高水準に近づきます。

パワーコンディショナーにも変換効率が用いられますが、あくまでもソーラーパネル自体の変換効率が基準となります。

kW単価が安い業者を選ぶ

売電収入を効率よく得たい場合、kW単価が安い業者を選びましょう。

kW単価が安いほど、1kW発電するのに必要な費用が安いという意味になるため、コストパフォーマンスに優れた太陽光発電システムであると判断できます。

「kW単価」=「設置費用総額」÷「パネルの発電量(kW数)」

また、ソーラーパネル本体以外にかかる工事費・諸経費などは業者によってまちまちなため、複数社の見積もりを比較しながら選ぶようにしましょう。

信頼できるメーカーや保証内容で選ぶ

太陽光発電システムは高額な買い物になるため、信頼できるメーカーから購入することをオススメします。

信頼できるメーカーかどうかを判断するポイントは、「どのくらいの販売実績があるのか」「消費者からの評価は高いのか」「保証内容は充実しているのか」という3つです。

ソーラーパネルは経年劣化するため、メンテナンスが必要不可欠です。そのため、定期メンテナンスの内容や故障時のサポート対応などを事前に確認し、頼れる業者だと判断できた上で契約を検討しましょう。

どうしても高額な買い物に手を出しづらいという場合には、ソーラーパネルとポータブル電源を組み合わせた「太陽光発電セット」の導入も視野に入れてみてください。

まとめ

太陽光発電システムとは、太陽光エネルギーをソーラーパネルに照射することで、一般家庭でも利用できる電気エネルギーに変換できる設備のことです。

再生可能エネルギーによるエコな発電が実現し、停電時や電気が通っていない野外での給電が可能となります。

住宅用太陽光発電システムは、2021年において137.5万円が設置費用相場となっています。導入後は、FIT制度を利用することで10年にわたって売電することも可能です。

日本では、首都圏直下地震や南海トラフ地震がいつ訪れるかわからない状況となっているため、非常用電源の需要が高まってきています。

EcoFlowでは、大規模な停電が起こっても安全に電気を使えるソーラーパネルやポータブル電源をご提供しております。

折りたたみ式の400Wソーラーパネルは、被災で車泊するような場面においても、太陽の光があればスマートフォンに常に充電し続けることが可能です。

夜間に照明を灯したい、ファンヒーターを稼働させたいという場合には、圧巻の6,000W出力を誇るポータブル電源「DELTA Pro(デルタプロ)」との組み合わせがおすすめです。

ソーラーパネルとポータブル電源を組み合わせた「太陽光発電セット」は、家族の生活を守る救世主となります。この機会にぜひ導入をご検討ください。

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