太陽光発電のメリット・デメリット！実際の発電シミュレーションあり！

特に、自宅での電力自給自足が可能になり、将来的な電気料金の上昇に対する備えにも役立つでしょう。

一方で、注意すべき点も存在します。年々太陽光発電の初期投資の費用は下がっているものの初期投資は必要、設置時に必要なスペースの確保や、天候による発電量の変動が懸念材料です。

本記事では、太陽光発電の基本的な仕組みや最新の動向に加え、具体的なメリット・デメリットを詳しく解説し、実際の発電シミュレーションもご紹介します。

ページ目次

太陽光発電とは？

太陽光発電は、太陽の光を直接電気に変えるクリーンなエネルギー技術であり、環境に優しい再生可能エネルギーの一つとして注目されており、2020年時点で、戸建て住宅の普及率は約9%に達し、家庭や企業での導入が進行中です。

特に2012年から2014年にかけては、FIT（固定価格買取制度）の導入により急速に普及しましたが、最近はやや鈍化している傾向がありますが、電気代の削減や災害時の非常用電源としての利用に加え、売電による収益源としても引き続き注目されています。

ただし、売電価格は年々低下しているため、その点を考慮することが重要です。この変化を踏まえ、さらに蓄電池を併用することで自家消費型のエネルギーマネジメントが実現し、持続可能な社会の実現に向けてその重要性が再評価されています。

近年では自治体によって太陽光発電や蓄電池の導入に伴う補助金も手厚く初期導入費用を大幅に下げる事が出来る事、セットで導入する方も増えています。

出典: ISEP 環境エネルギー政策研究所, 速報】国内の2020年度の自然エネルギー電力の割合と導入状況

太陽光発電の仕組みと役割

このセクションでは、太陽光発電の基本的な仕組みや、その重要な要素について詳しく探っていきます。

太陽電池の働き

太陽光発電システムの中心的役割を果たすのが「太陽電池」です。太陽電池は、主にシリコン製の半導体から構成され、N型半導体とP型半導体の2つの層が重なっています。

N型半導体には電子が多く含まれ、P型半導体には正孔（電子の欠けた部分）が存在します。この二つの層が接触すると、電子と正孔の移動が促されます。

光がこの半導体に当たると、光子がシリコンの原子と衝突し、電子が励起されて移動を始めます。

これにより、N型半導体からP型半導体へ電子が移動し、その結果、電流が生成されます。この電流は外部の回路を通じて電力を供給し、家庭やオフィスで利用される電気に変換されます。

また、太陽電池の効率を高めるために、さまざまな技術が開発されています。例えば、単結晶シリコンや多結晶シリコンを使用することで、より高い変換効率を実現したり、薄膜技術によって軽量化を図ったりすることが可能です。

太陽光発電システムの構成要素

太陽光発電システムは、効率的に電力を生成するために、いくつかの主要な構成要素から成り立っています。

太陽光パネル

これは、太陽の光を直接電気エネルギーに変換する役割を持っています。太陽光パネルは、通常、シリコンでできたソーラーパネルが多数組み合わさって構成されています。光を受けることで電流を生成し、その電流がシステム全体のエネルギー源となります。

パワーコンディショナ

発電された電気は直流（DC）ですが、家庭で使用する電気は交流（AC）です。パワーコンディショナは、直流電力を交流電力に変換する重要な役割を果たします。また、発電量や消費電力をモニタリングする機能も備えていることが多く、効率的なエネルギー管理をサポートします。

接続箱

各太陽光パネルからの電力を集め、効率よく管理するための装置です。接続箱は、電気の配分を制御し、過電流や短絡からシステムを保護する役割も持っています。

架台

太陽光パネルを屋根や地面に固定するための構造物で、パネルを適切な角度で設置することで、太陽光を最大限に受けることができるように設計されています。架台の材質やデザインは、設置場所や環境条件に応じて選ばれます。

これらの要素が相互に連携することで、太陽光発電システムは効率的に電力を生成し、家庭や施設での電力供給を実現します。システムの設計や選択においては、各要素の特性や性能を理解することが重要です。

MORE【初心者向け】太陽光発電とは？仕組みや役割、売電に関する情報を丁寧解説太陽光 ／ 14分で読めます→

太陽電池の変換効率

太陽電池の性能を評価する際の重要な指標が「変換効率」です。これは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する際の効率を示すもので、通常パーセンテージで表されます。

たとえば、変換効率が20%の場合、受け取った太陽光エネルギーの20%が電気に変換されるということです。

変換効率が高い太陽電池は、限られた面積でより多くの電力を生成できるため、特に設置スペースが限られている住宅や施設にとって重要です。高効率の製品を選ぶことで、発電量を最大化し、結果的に電気代の削減に貢献します。

最近の技術進歩により、変換効率は年々向上しています。例えば、従来のシリコン系太陽電池の変換効率は15%〜20%程度でしたが、最新の高効率型パネルでは22%を超えるものも登場しています。

■変換効率・世界最高峰のマキシオン

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太陽光発電のメリット

ここでは、太陽光発電の主なメリットについて詳しく見ていきましょう。

電気料金の削減

太陽光発電を導入すると、自宅で作った電気を使うことで、電力会社からの購入量を減らせるため、電気代の節約につながります。

特に最近では、売電単価が下がってきていることもあり、発電した電気を家庭で使う「自家消費」がますます重要になっています。電気を売るより、買う電気の方が高い為、いかに買う電気を減らす事が出来るかがポイントです。

また、余った電力を売ることも引き続き可能ですが、まずは家庭内での電力使用を優先することで、より効率的に経済的メリットを得られるでしょう。

太陽光発電は、長期的な電気代の節約や将来のエネルギーコストのリスクヘッジにも役立つ手段です。

電力自給自足の実現

エネルギー価格の高騰や供給不安が増す現代において、自家発電の利便性はますます重要になっています。

自宅で電力を生み出すことで、電力の購入コストを削減し、節約効果を実感できるだけでなく、エネルギー供給が制限された際にも安心して生活を続けることができます。

また、太陽光発電の導入は地域全体のエネルギー自立を進め、地方経済の活性化にもつながることが期待されています。

環境保護や持続可能な生活を考える人にとって、この選択は将来の大きな価値を持つでしょう。

災害時の備え

太陽光発電システムは、災害や停電が発生したときに頼りになる存在です。太陽光発電があれば、昼間の明るい時間に電力を生み出し、蓄電池を併用すればその電力を蓄えておくことができます。

これにより、夜間や長期間の停電時にも電力を使えるので、非常時でも安心して生活を続けることが可能です。

特に、近年の異常気象による災害が増える中で、自宅で電力を確保できる仕組みは安心感をもたらし、災害時の備えとして、自分と家族、そして地域を守る重要なインフラとなります。

環境への貢献（CO₂削減）

太陽光発電は、発電時に二酸化炭素（CO₂）を全く排出しないクリーンエネルギーであり、環境への貢献度が非常に高いです。

化石燃料を使った従来の発電方法と異なり、大気汚染や温室効果ガスの排出がないため、地球温暖化の進行を抑制する力を持っています。

気候変動が世界的な課題となっている今、CO₂削減は私たち全員にとっての重要なミッションです。

太陽光発電を導入することで、個人や企業は自らの生活やビジネス活動を通じて環境保護に貢献することができます。

また、再生可能エネルギーの普及が進むことで、私たちの子どもや孫の世代にも豊かな自然環境を残せる可能性が広がります。未来のために、今から行動を起こすことが求められています。

太陽光発電のデメリット

太陽光発電は多くのメリットがありますが、一方でデメリットも存在します。導入を検討する際には、これらの課題を理解しておくことが重要です。ここでは、太陽光発電の主なデメリットについて詳しく見ていきましょう。

初期投資費用が高い

出典：資源エネルギー庁　２０２３年１２月　太陽光発電について

太陽光発電システムの導入において、最も大きなハードルとなるのが初期投資費用の高さですが、経済産業省が公表しているデータによれば、過去10年間でシステムの費用は大幅に減少してきました。

2012年には1kWあたり40万円台だった費用が、この10年弱で約10万円以上も下がり、現在も引き続き価格は低下傾向にあります。

しかし、それでもなお、一般家庭にとっては導入時のコストは依然として大きな負担となりがちです。

太陽光発電の設置費用は、システムの購入費用に加え、設置工事費用も含めると、初期投資額が数十万円から百数十万円に達することが一般的です。そのため、家計に余裕がない場合、導入をためらうことも少なくありません。

導入時の出費が大きいだけに、短期間で費用を回収するのは難しいケースも少なくありません。

ただし、現在では太陽光発電の導入に伴う高額補助金が自治体で行われており、初期の導入費用は大幅に削減されており、ご家庭の負担も軽減されています。

設置スペースの確保

太陽光パネルを設置するためには、一定のスペースが必要です。特に屋根に設置する場合は、屋根の形状や面積、向きが発電効率に大きく影響します。

直射日光を最も受けやすい場所に設置することが理想であり、一般的には南向きの屋根が推奨されています。

設置スペースが不十分な場合、パネルの配置が制限され、発電効率が低下する恐れがあります。特に影がかかる場所や、屋根の勾配が急すぎる場合は、発電量に影響を及ぼすことが多いです。

とはいえ、近年では小型の太陽光パネルや地面に設置できるタイプのパネルが増えており、住宅の条件に合わせた選択肢が広がっています。

発電量が天候や日射量に左右される

太陽光発電は、天候や日射量の影響を強く受ける発電方法です。晴天の日には十分な日射量が得られ、効率的に発電できますが、曇りや雨の日には発電量が大幅に減少してしまいます。

特に長雨や台風などの天候不順が続くと、日射量が不足し、期待していた発電量を確保できず、電力供給が不安定になることもあり、太陽光発電だけで家庭の電力を満たすのは難しい状況も考えられます。

こうしたリスクに備えるために、蓄電池の導入や他のエネルギー源と併用する方法が効果的ですが、それには追加のコストがかかる点も見逃せません。

メンテナンスの必要性

太陽光発電システムは、その高い信頼性から「メンテナンスフリー」と呼ばれることが多いほど、故障やトラブルが少ない設備です。

日常的なメンテナンスをほとんど必要としないため、手間がかかりにくいのが魅力の一つです。

しかし、2017年4月に施行された改正FIT法では、メンテナンスや設備の撤去・処分を含めた事業計画全体が設備認定の対象となりました。

これにより、適切な管理が行われていない場合には、認定が取り消されるリスクも出てきます。

長期間にわたり安定した発電を維持するためにも、定期的な点検やケアが重要です。システムの状態を確認することで、効率的に運用し続けることが可能となります。

蓄電池の必要性

太陽光発電は日中に多くの電力を生み出しますが、夜間や悪天候時には発電できません。
電力ニーズは夜間に集中します。蓄電池が無いと日中に作った電気を貯めておいて夜間に使用する事は出来ません。

その為、日中に余った電気は売電に回すことになりますが、夜は電力会社から電気を買う事になるので、作った電力を自家消費するよりも無駄が生じます。

蓄電池は日中に発電した電力を蓄え、夜間や電力が不足する時に使うことができるので経済メリットが存在します。

ただし、蓄電池は高価で、初期投資の負担が増える要因になります。さらに、一般的には蓄電池の寿命は、10年から15年が目安とされており交換が必要になるとその際のコストも見込んでおかなければなりません。

それでも、停電時の備えや電気料金の節約に役立つことを考えると、導入のメリットは大きく、しっかりと検討する価値があるでしょう。

政策変更のリスク（FIT制度など）

近年、売電単価が下がり、電気代が上昇する中で、作った電気を自家消費する傾向が強まっています。

数年前まではFIT（固定価格買取制度）の売電単価が高く、作った電気を売電して収益を得るという投資対象としての考えもありましたが、今では自宅で作った電気を自分で使う方が経済的であるという認識が広がってきました。

今後もさらにFIT制度が見直される可能性もある為、FIT制度に頼りすぎる計画では経済的なメリットは受けにくい可能性があります。

将来の政策動向をしっかり見据えながら、長期的なプランを考えることが重要です。

MORE太陽光発電と蓄電池の設置メリット・デメリット！費用対効果をシミュレーション！太陽光 ／ 17分で読めます→

実際に検証！発電シミュレーションで経済効果を知ろう！

上記は実際の建物に長州産業の太陽光パネルを設置し図のように太陽光パネルを設置しました。電池バンクでは最新の太陽光発電シミュレーションシステムを導入し、高解像度の衛星写真と3Dデータを活用し、対象の住宅を正確にモデリングすることが可能となりました。

GoogleのSolar APIとシステムが連携する事で、稜線、屋根貫通部、障害物、経時的な日陰パターンを示す鮮明な画像を使用して、太陽光エネルギーを最大限に収集するパネルのレイアウトを迅速に作成でき、発電シミュレーションもご自宅の設置条件に合わせて高精度に算出致します。

設置パネルの製品詳細

高効率な単結晶セルを採用し、幅広いニーズに対応できるバランス型の太陽光パネル（長州産業）です。

メーカー	長州産業
型式	CS-223B81S
シリーズ	高効率単結晶　Bシリーズ
モジュール変換効率	19.2％
公称最大出力	223W
寸法	1,372×845×40（ｍｍ）

設置パネルの出力内訳

モジュール	傾斜	方位角	出力
CS-223B81S	30°	89° (西)	1.78kW
CS-223B81S	30°	357° (南)	0.67kW
CS-223B81S	30°	269° (東)	2.68kW
合計：5.13kW

太陽光発電シミュレーションと年間経済効果の結果

単位：kWh

月	発電	蓄電池充電	売電	自家消費	蓄電池放電	買電
1	389	0	192	197	0	372
2	375	0	186	189	0	369
3	491	0	296	195	0	292
4	518	0	324	195	0	264
5	622	0	429	193	0	203
6	489	0	292	198	0	233
7	568	0	383	185	0	185
8	539	0	295	244	0	320
9	438	0	250	188	0	274
10	346	0	192	154	0	286
11	295	0	171	124	0	244
12	326	0	164	162	0	351
計	5,396	0	3,173	2,223	0	3,394

今回の発電vと年間経済効果のシミュレーションでは、前提に電気契約は東京電力エナジーパートナー、従量電灯B、50Aで契約している想定で、年間の電気使用量は5,616 kWh、年間の電気代は￥192,781となっています。

家庭用蓄電池の導入はしていなく、日中はほとんど家にいない状況です。発電した電力の内、自家消費で余った電気は売電に回しています。
その場合、電力の自家消費率は41.2%です。

経済効果ですが、昼間に発電した電気を自家消費し買電を減らし、さらに余った電気を売電に回すことで年間経済効果は127,539円となりました。

これを卒FIT（固定価格買取制度の終了）する10年間で考えると、単純計算127,539円×10年となるので1,275,390円です。

太陽光発電システムを設置する場合に初期導入費用をどれくらいで回収できるか？という事が気になる部分だと思いますが、
この10年間の経済効果から導入費を引く事で算出する事が出来ます。

前述した通り、太陽光発電システムの設置には活用できる補助金があり、導入費用が低くなっている傾向にあります。
また、電気代が高くなっている昨今、太陽光発電システムの導入により経済効果は高くなっています。

※今回のシミュレーションは一例で、お客様の生活スタイルや電気契約、設置エリア、設置パネルの枚数、設置する方位などさまざまな条件により変動する事はご了承ください。

即日対応可能！太陽光発電システムシミュレーション

電池バンクでは最新の太陽光発電シミュレーションシステムを導入し、最短即日シミュレーション結果をお渡しする事が可能です。

今までは、太陽光発電システムのシミュレーションは商社に依頼する必要がありました。
ただ、商社が繁忙期で込み合うと、2週間から一カ月程度の時間を要する場合もあります。

そこで、活用して頂きたいのが電池バンクの太陽光発電シミュレーションです。

オンライン商談では、お客様のご要望に合わせてその場でパネルを設置し、ヒアリングしたお客様情報を元に高精度なシミュレーションを行うことが可能です。太陽光発電だけでなく、蓄電池を設置した場合の経済効果の産出も可能で、圧倒的に時短を実現します。

太陽光発電のこれは知っておきたいポイント！

ここでは、固定価格買取制度（FIT制度）や補助金制度、最新技術について詳しく見ていきましょう。

FIT制度（固定価格買取制度）

FIT制度は、太陽光発電によって生み出された電力を固定価格で買い取る制度です。この制度は、太陽光発電の普及を促進するために設けられています。

例えば、2012年から2013年には、売電価格が1kWhあたり42円でしたが、その後の政策変更により徐々に価格が引き下げられ、2020年には21円程度にまで減少しました。

卒FIT問題も取り上げられ、一定期間後に制度が終了した家庭は、自家消費が求められ、余剰電力の売却が難しくなる可能性があります。

このため、今後の売電価格や制度の動向に注意が必要です。

(経済産業省資源エネルギー庁ウェブサイト：なっとく！再生可能エネルギー、FIT・FIP制度を参考に作成)

MORE太陽光発電のFIT(固定価格買取制度)の仕組みと売電価格卒FIT ／ 14分で読めます→

太陽光発電の補助金

太陽光発電システムを導入する際、補助金制度を活用することで初期投資の負担を軽減できます。

かつて国が提供していた補助金は廃止されましたが、地方自治体が独自の制度を設けています。

例えば、東京都では「災害にも強く健康にも資する断熱・太陽光住宅普及拡大事業」があり、太陽光発電だけでなく、断熱改修や省エネ設備も対象です。

補助金の対象は自治体によって異なり、一般的には太陽光パネル、パワーコンディショナ、架台などが含まれます。

一部の自治体では、蓄電池やV2Hシステムとのセット導入に対して高額な補助金が支給される場合もあります。

申請には工事見積書や施工計画書が必要で、申請期限や予算上限に注意が必要です。

補助金制度を利用することで、初期投資を大幅に削減し、環境への貢献や電気料金の削減が可能です。詳しい情報や申請方法については、電池バンクにご相談ください。

太陽光発電設備の最新技術

近年、太陽光発電設備の技術は大きく進化しています。まず、高効率な太陽電池の開発が進み、より少ない面積で多くの電力を発電できるようになりました。

さらに、蓄電池の技術も飛躍的に進歩し、発電した電力を効率よく蓄えることが可能になっています。

また、AI（人工知能）による発電量の予測技術が導入され、天候の変化に合わせて発電量を最適化することも可能です。

これらの技術とともに、スマートグリッドとの連携も注目されています。

スマートグリッドとは、電力の供給と消費をリアルタイムで最適化する次世代の電力網のことで、再生可能エネルギーを効率的に活用するための鍵となっています。

こうした最新技術が組み合わさることで、より持続可能で効率的なエネルギー利用が実現しつつあります。

自家消費の重要性と今後の展望

FIT（固定価格買取制度）が終了すると、住宅用太陽光発電の売電価格が大幅に低下することが懸念されます。

この状況においては、発電した電気を自宅で利用する自家消費がますます重要になります。売電による収益が期待しにくくなる中、自家消費を増やすことが経済的な選択肢となるでしょう。

自家消費を効果的に進めるためには、昼間に発電した電力を可能な限り自宅で使用することが鍵です。

これにより、電気料金の削減が期待でき、家庭のエネルギーコストを抑える効果があります。

また、蓄電池やV2H（Vehicle to Home）システムを導入すると、夜間の電力使用時に自宅で発電した電気を利用でき、さらなる経済的メリットが得られます。

このような取り組みを通じて、家庭のエネルギー自給率が向上し、長期的には電力料金の安定化にも寄与するでしょう。

MORE卒FIT後の選択肢、売電価格大幅減でも後悔しない賢い活用術卒FIT ／ 13分で読めます→

住宅の資産価値向上に向けた太陽光発電のメリット

太陽光発電システムを導入すると、住宅の資産価値が向上します。最近では、環境への配慮やエネルギーコストの上昇に伴い、再生可能エネルギーへの関心が高まっています。

この流れの中で、太陽光発電を備えたお家は、電気代を抑えるだけでなく、持続可能なライフスタイルを実現する魅力的な選択肢として多くの人に支持されています。

実際に、太陽光発電を取り入れた住宅はエネルギー効率が高く、長期的には経済的なメリットも大きいです。

このため、市場での取引価格が上昇する傾向にあります。今後も、太陽光発電を備えた住宅の人気はますます高まるでしょう。

太陽光発電のメリット・デメリットまとめ！

まとめ

■太陽光発電メリット

• 電気料金の大幅削減　→　蓄電池と組み合わせるとさらに経済効果UP・電力の自給自足も視野に
• 災害時の備え
• 環境への貢献

■太陽光発電デメリット

• 初期費用が高い　→　補助金で大幅に初期費用が下がる
• 設置スペースの確保　→　屋根+パワコン設置場所
• 天候に左右される
• メンテナンスが必要な場合がある
• FIT制度などの政策変更リスクあり

現在は電気代が高騰して、太陽光の発電効率が低くても、自家消費による節約メリットが設置コストを上回る事がある為、今まで懸念されていた北側屋根への設置も進んでいます。また、太陽光パネルが従来よりも安くなり、手厚い補助金も用意されている事により、現在は屋根に載るだけ載せる方が多数を占めています。

太陽光発電を導入検討する場合は、まずは業者に連絡をして、自宅の屋根にどれほどのパネルが載るのか、年間の発電量、経済効果などのシミュレーションの依頼、そして見積もりを取得して設置の検討をして下さい。

電池バンクでは、太陽光発電のシミュレーション、お客様のご要望に合わせた最適な製品のご提案、設置工事、アフターフォロー、補助金申請まで全て対応しております。ぜひお問い合わせ下さい。