住宅街を歩いていると、屋根の上に太陽光パネルが設置してある光景を目にする人も多いでしょう。電気を生み出すための設備である太陽光パネルは、すでに一般家庭にも普及しています。さらには、電気代の高騰や脱炭素化の推進などの影響もあり、太陽光パネルの注目度はさらに上がっているといっても過言ではありません。今回は、太陽光パネルの基礎知識から、種類や導入の際の選び方まで解説します。
▶ 自家消費型太陽光発電の補助金と仕組み
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太陽光パネルとは
太陽光発電は、さまざまな機器を組み合わせ、太陽の光を電気へと変える方法です。その機器の一つが太陽光パネルであり、これには、太陽電池版や太陽電池モジュール、ソーラーパネルなど、いくつかの名称があります。名称により発電方法や発電量などが異なることは基本的にありません。太陽光パネルは、1枚約10cm四方のセルと呼ばれるパーツが複数組み合わされて構成されています。このセルを複数枚並べ、パネル状に作り上げたものがモジュールです。そのモジュールをさらに複数枚並べたものはアレイと呼ばれます。一般住宅の屋根に設置されている太陽光パネル全体をアレイと呼ぶと認識しておくとよいでしょう。
太陽光パネルはセルやモジュールを組み合わせることで大きさの調整が可能です。そのため、業務用の大型のものや家庭用の小型のものなど、用途や必要容量ごとにサイズが異なります。一般に普及している基本的な太陽光パネルは、屋外での使用に耐えられるよう、樹脂や強化ガラスで表面が保護されているものが大半です。
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太陽光パネルによって発電する仕組み
太陽光パネルには、太陽電池が入っています。この太陽電池は、太陽から降り注ぐ光を電力へと変換する発電機の役割を担っていると理解しておきましょう。太陽電池は半導体からできており、半導体に当たった太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換し、電力を作り出します。
さらに詳細な発電の仕組みをみてみましょう。太陽電池は、2種類の半導体が貼り合わされて作られています。n型半導体とp型半導体と呼ばれるものです。太陽光が当たった太陽電池では、n型半導体にマイナスの電気を帯びた電子が集まり、p型半導体にプラスの電気を帯びた正孔が集まります。2つの半導体は導線でつながっており、太陽光が当たると電子が正孔の側へ流れ電気が発生します。これが太陽光パネルによって発電する仕組みです。
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3.太陽光パネルの種類を知ろう！
太陽光パネルは、用いられている素材により、いくつかの種類に大別できます。ここでは、すでに一般の家庭用に広く用いられている、もしくは研究が進み実用段階に移りつつある、計3つの種類について紹介していきます。
シリコン系
シリコン系の太陽光パネルは、主に「単結晶シリコン」「多結晶シリコン」「薄膜シリコン」の3つに分けられます。単結晶シリコンの特徴は、他の素材よりも発電の効率、いわゆる変換効率がよい点です。太陽光パネルとして使われている歴史も長く、日本だけではなく世界中の太陽光発電用パネルの素材として広く選ばれています。そのため、信頼度が高く、また、デザイン性に優れている点も魅力です。ただ、コストが高い点は否めません。一つの結晶がセルを構成しているため、単結晶シリコンと呼ばれています。
多結晶シリコンは、単結晶シリコン製の太陽光パネルのコスト面を抑える目的で開発されました。そのため、導入費用は単結晶シリコンよりも抑えられます。しかし、変換効率は単結晶シリコンには及びません。とはいえ、極端に変換効率が下がるわけでもないため、主流の素材となっています。小さなシリコン結晶を集め作られている点が、多結晶シリコンと呼ばれている理由です。
非常に薄型の太陽光パネルである薄膜シリコンは、軽量で、しかも折り曲げられます。通常太陽光パネルは屋根の上に設置されますが、薄膜シリコンは壁などへの取り付けも可能です。耐荷重の軽い屋根でも設置は難しくないでしょう。多結晶シリコンよりも、さらにコストが安く済む点も魅力です。しかし、多結晶シリコンよりも変換効率は低くなります。
化合物系
銅とインジウム、セレンを組み合わせて作られた化合物半導体を素材としている太陽光パネルです。それぞれの元素記号の頭文字を合わせて「CIS系」とも呼ばれます。低コストで生産できる点が最大の魅力です。そのため、多くのパネルを設置する必要のある産業用太陽光発電で利用されるケースが多々みられます。一方で、変換効率は高くはありません。多結晶シリコン系と同程度とみてよいでしょう。変換効率に関しては改良が進められており、その点が改善されれば、主流となっていく可能性があります。
有機系
通常、半導体は無機物で作られますが、有機物から作られる太陽光パネルの研究も行われています。研究段階にあるため、一般に広く普及するのはまだ先でしょう。実用化されれば、薄くて軽量、かつ曲げられる太陽光パネルとして活用されます。これらの特性からさまざまな用途が可能となるため、フレキシブルパネルと表現されることも少なくありません。
低コストでの生産が期待されている点も、有機系パネルの魅力です。着色も可能なため、住宅の外観を損ねない形での設置が可能になるともいわれています。あるいは、文字や絵柄などのデザインが可能な太陽光パネルが誕生する可能性もあるでしょう。変換効率はそこまで高くないとされていますが、この点も今後の研究により改善が期待されます。
▶ 太陽光発電の価格と商品比較
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太陽光パネルの設置費用はどのくらいかかる？
一般住宅に設置する太陽光パネルの容量は、住宅の大きさや必要な電力量によって異なります。そのため、太陽光パネルの設置費用を考える際には、電力の単位であるkWごとに算出するのが一般的です。住宅用太陽光パネルの設置費用は、1kWあたり25〜30万円前後が相場でしょう。実際の費用は、製品や施工方法などによって変わります。前述のように、太陽光パネルは素材ごとにコストに差があり、メーカーや施工業者によっても価格に違いがあります。屋根の形状ごとに選択できる施工方法が異なり、それがトータルの費用に影響を与える点も押さえておかなければいけません。
ただ、太陽光パネルの設置費用は、年々安くなっています。もっとも大きな影響を与えているのは、太陽光パネルそのものの価格の低下です。技術開発や量産化により太陽光パネルのコストが下がり、1kWあたりの設置費用は毎年1万円前後ずつ低下しています。発電効率もよくなっているので、導入のタイミングとしてはとてもよい状況といえるでしょう。
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太陽光パネルの発電量の指標とは？
太陽光発電の情報を集める際には、さまざまな指標を目にすることになるでしょう。そのなかでも重要なのが、太陽光パネルの発電量にかかわる指標です。ここでは、変換効率と発電量を表す単位について解説します。
変換効率について
太陽光パネルは、太陽光エネルギーを電気エネルギーへと変換することで、生活に必要な電力をまかなう役割を担っています。太陽光エネルギーを電気エネルギーへと変える効率性を表したものが変換効率です。同じ量の太陽光が降り注いでも、変換効率の高いものは低いものと比べて、より多くの電気エネルギーに変換できることになります。つまり、変換効率が高いほど、性能がよい太陽光パネルといえるでしょう。
変換効率には、「モジュール変換効率」と「セル変換効率」があります。モジュールとセルは太陽光パネルの構成単位であり、最小単位がセルで、そのセルを配列しパネル状にしたものがモジュールです。一般的に太陽光パネルの性能を表す場合には、モジュール変換効率が用いられます。1平方メートルあたりの変換効率が算出されるため、素材やメーカーを選ぶ際には参考にしてみましょう。セル変換効率は、セル1枚あたりの変換効率を表す指標です。セル変換効率はモジュール変換効率よりも、数値が高くなる傾向がある点には注意しなければいけません。比較の際にはセルとモジュールの、どちらの変換効率なのかを整理する必要があります。
発電量を表す単位
発電量の単位は「kW」と「kWh」の2つが主に用いられます。よく似ているため、混同している人も多いでしょう。2つとも発電する電力にかかわる単位ではありますが、時間的要素の有無に大きな違いがあります。「kW」は、太陽光パネルが瞬間的に出力する発電能力（電力）を表す単位です。一方の「kWh」は、太陽光パネルが1時間あたりに発電する量（電力量）を示す単位です。「h」は1時間（1hour）を示しています。計算式は「kW×時間」です。例えば、4kWの発電を5時間継続した場合の電力量は、20kWhとなります。
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太陽光パネルを自宅に導入するメリット
太陽光発電の設備を取り入れる住宅は数多くあります。今後も増えていくでしょう。そこには、確かなメリットがあるためです。ここでは、太陽光パネルを自宅に導入するメリットを紹介します。
毎月の電気料金を削減できる
自然のエネルギーを活用し、自宅で電気を作り上げるのが太陽光発電です。太陽光パネルの設置により、自宅で消費するエネルギーの多くを、あるいはすべてを自給できます。エネルギーの自給ができれば、電力会社から電力を買う必要がありません。電力会社への依存度が低減するため、電気料金が安くなります。もし、太陽光発電によって作り出した電気が自宅での消費量を上回れば、余った電気を電力会社に売ることも可能です。電気料金を安くするだけではなく、収入を得られるメリットも期待できます。
コロナ禍以降、世界情勢や円安などの影響によりエネルギー価格が高騰しています。それに伴い電気料金も上昇し、いつ落ち着くかは不透明なままです。高止まりしたままで一向に下がらない状況や、このまま上昇し続ける事態も懸念されます。そんななかでの電気料金の削減効果は、多くの家庭にとって非常に大きなメリットとなるでしょう。
クリーンなエネルギーを利用できる
日本は電気を作る際に、火力発電にその多くを頼っている状態です。火力発電は二酸化炭素（CO2）を排出するため、地球環境にはあまりよいとはいえないでしょう。それに対して、太陽光エネルギーによる発電は、二酸化炭素を排出しません。太陽光で発電できるため、家庭用として取り入れるのであれば、地面を掘ったり森林を伐採したりする行為も不要です。持続可能な無炭素エネルギーの利用により、地球環境にやさしい暮らしが実現できます。
日本でも、多くの人が夏の暑さなど気候変動を肌で感じてきているでしょう。これらも二酸化炭素の排出が原因の一つといわれており、このまま続くと、さらに異常気象などが増えるのではないかと懸念されています。こうした世界規模の環境問題解決に向けて、家庭単位で貢献できる点も、太陽光発電を取り入れるメリットです。家庭でクリーンなエネルギーの利用を積極的に進めれば、節電意識だけではなく環境問題への意識も高められます。地球環境によい素材や商品を日常生活でも使うようになるなど、意識改革に大きく寄与するでしょう。
蓄電池を組み合わせれば災害時にも電気を使える
一般の住宅では、停電が起きると大半の家電は使えなくなります。昼間であれば明かりの確保はあまり必要ないものの、エアコンやストーブ、空気清浄機、電子レンジなども一切使えなくなるでしょう。しかし、太陽光発電が可能な住宅であれば、太陽光で電気を作れるため、停電などがあっても電気の使用が可能です。特に、災害時には重要な役割を担ってくれます。
また、住宅用蓄電池の導入も重要です。太陽光発電で作った電気は貯めておけません。しかし、住宅用蓄電池があれば、そこに電気を貯められ、必要なときに消費できます。災害などで停電が起こっても、蓄電池により一定時間電気を使い続けられるので安心です。昼間に発電した電気を貯めておけば、停電が長期化しても、すぐに電気に困ることはないでしょう。ガスの使用をゼロにしている、あるいは極力減らした住宅に住んでいる人にとっては、より太陽光発電と蓄電池の重要性が増します。
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太陽光パネルを設置するデメリットは？
太陽光発電の導入には、数々のメリットがあります。一方で、デメリットも把握しておかなければいけません。ここでは、太陽光パネルの導入・設置によるデメリットを解説します。
初期費用が高くつく
太陽光パネルを設置する際に、多くの人の頭を悩ませるのが初期費用でしょう。パネル本体だけではなく、設置費用などもかかります。太陽光発電の導入にかかる費用は、一般的な住宅で100万円前後です。もちろん、容量や施工方法、メーカーなどにより、費用は上下します。太陽光発電により電気代は下がり、場合によっては売電も可能なため、長い目でみれば元を取ることは難しくありません。しかし、ある程度まとまった費用を最初に用意する必要があるので、導入に二の足を踏む人もいるでしょう。
地域によっては、地方自治体からの補助金の活用も可能です。補助金の金額は自治体ごとに異なり、また、予算全体の額も異なります。年度ごとに予算が決められているケースが多いため、予算額を使い切る前に手続きしなければならない点には要注意です。翌年度以降も太陽光発電関連の補助金のために予算が設けられる保証はありません。早めに決断できれば、初期費用が高くつくというデメリットを最小限に抑えられるでしょう。
メンテナンス費用がかかる
初期費用だけではなく、ランニングコストがかかる点も押さえておきましょう。特に必要になるのが、メンテナンス費用です。太陽光パネルは基本的に屋根に設置するため、常に雨風にさらされてしまいます。台風などがあれば、物が落下しパネルを破損させる可能性もあるでしょう。鳥のフンなどが落ち、汚れてしまうケースもあります。特に、近くに木々が生えている場合には、定期的な確認が欠かせません。必要に応じて、修理や掃除などのメンテナンスが必要です。
太陽光発電に必要な設備には、他にもパワーコンディショナなどがあります。これら電気機器が使用中に故障する可能性もあり、その場合には修理や交換などの対応が必要になります。年々劣化し寿命もあるため、効率よく発電し続けるには、定期的な交換も不可欠です。それ以前に、定期点検も行った方がよいでしょう。故障の際の修理や交換であれば、そのための費用をメーカー保証でカバー可能です。また、損害保険でカバーできるケースもあります。メーカーごとに保証の内容や期間が異なるので、事前に確認しておきましょう。
施工不良によるトラブルが起きるリスクがある
太陽光パネルは、台風などによる強風や大雨のなかでも、屋根から落ちないように設置しなければいけません。頑丈に固定する必要があり、そのために架台を取り付ける工法が一般的です。その際に、屋根の防水シートに穴を開けるケースがあります。穴の位置やその箇所の処理などが適切でなければ、雨漏りの原因となってしまうでしょう。また、電気系統のトラブルが生じるリスクもあります。これらの施工不良によるトラブルは太陽光パネルの設置そのものではなく、施工業者に問題があるケースが大半です。
太陽光パネルのメーカー選びも重要ですが、施工業者も慎重に選択しなければいけません。実績があり、丁寧な作業を行う業者を選べば、雨漏りや電気系統系のトラブルが生じるリスクは抑えられるでしょう。また、万が一のときに備え、アフターサポートの内容確認も求められます。粗雑な施工によって太陽光パネルが傷ついたり故障したりした場合には、メーカーの保証対象外となってしまいかねません。導入費用のほとんどが無駄になってしまう可能性があるので、施工業者の保証内容にも注目して選択・依頼しましょう。
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太陽光パネルの寿命はどのくらい？
太陽光パネルの法定耐用年数は17年と定められています。しかし、これはあくまでも減価償却費を求めるために定められた年数であり、実際に太陽光パネルの寿命を想定したものではありません。実際の太陽光パネルの寿命は30年程度とされていますが、30年以上と表現されるケースもあります。太陽光パネルももちろん年々劣化はしていくものの、その程度は緩やかです。物が落下して壊れたり屋根から外れて飛んでいってしまったりなど、特に甚大な被害がなければ、30年は使い続けられるとみてよいでしょう。常に雨風にさらされているにもかかわらず、一般的な電化製品と比べると、非常に寿命が長いといえます。
太陽光パネルには、最低10年以上のメーカー保証が付いていますが、メーカーによって20年の保証期間を設けているなど、一様ではありません。また、有償で保証期間が延長できるメーカーもあります。保証内容もあわせて、比較することが大切です。特に大きな災害やトラブルがなければ30年以上もつとされていますが、定期的な保守点検や修理により、さらに長持ちさせられます。価格や設置費用は決して安くはないため、導入後も丁寧にメンテナンスをし、長期間にわたる稼働を目指しましょう。
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太陽光パネルを設置するのに適した条件とは
日本列島は縦に長く、横も幅があるため、地域により気候条件が異なります。日本国内でも、エリアごとに太陽光発電に適しているか否かには差があるといえるでしょう。ここでは、太陽光パネルの設置に適した条件について解説します。
エリア・場所
太陽光発電による発電効率を高めるには、1日の日射量の多い場所に太陽光パネルを設置する必要があります。周囲が囲まれていない限り、日本でまったく陽の当たらないエリアというのはないでしょう。しかし、1日の日射量には地域差があるため、事前に自宅のある場所や住宅を購入する予定のエリアの日射量チェックが必要です。
また、自然災害の影響を受けづらいエリアが、太陽光パネルの設置には適しています。地盤の弱い土地に設置してしまうと地震や台風、大雨による地盤沈下や土砂崩れなどの影響を受け、太陽光発電の設備や住宅そのものが崩壊してしまいかねません。海に近い場所では、塩害リスクもあります。風向きなどにもよりますが、そのような被害も想定しつつ、設置場所や導入の検討が必要です。
太陽光パネルの設置には、傾斜のない平らな場所が適しています。傾斜があると、基礎を安定した状態で設置するのが難しいためです。ただ、多くの家庭では住宅の屋根に設置するため、家が建てられている地盤がしっかりとしていれば問題ないでしょう。
屋根
南向きの住宅は日当たりがよく、多くの日本人に好まれます。同様に、太陽光発電も屋根の傾斜が南を向いている家の方が、より向いているでしょう。日光のあたる時間を長く確保でき、その分、多くの電気を作れるためです。屋根の角度は、30度程度がよいとされています。ただ、太陽の昇る位置や角度には地域差があるため、最適な屋根の角度も地域によって変わる点は押さえておきましょう。
一般的に、北日本は最適な屋根の角度が上がり、南日本は下がります。実際には、太陽光パネルの設置時の調整により、ベストな角度での設置が可能です。ただ、屋根の角度によってはベストな角度に太陽光パネルが設置できません。あらかじめ確認が必要であり、特に、新築住宅に設置の際には、そのあたりも考慮した設計が求められます。
屋根の面積が広いほど、多くの太陽光パネルの設置が可能です。これも住宅のデザインにより異なりますが、新築の際には設置場所を可能な限り広く確保しておきましょう。既存の住宅の場合には、必要な容量が設置可能か、慎重なチェックが欠かせません。
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太陽光パネルを選ぶときのポイント！
太陽光パネルは、まず、コストの比較が重要です。可能な限り安く導入したいのであれば、多結晶シリコン素材を選びましょう。ただし、コストだけに注目すると、想定よりも発電がはかどらず、さほど恩恵を受けられない可能性も出てきます。コストと変換効率とのバランスを比較したうえでの選択がポイントです。また、メーカー選びも慎重に行う必要があります。多くの人にとって高い買い物となるため、信頼できるメーカーを選ばなければいけません。保証の期間や内容、販売実績、メーカーの規模など、さまざまな点を比較し、安心して任せられるメーカーを選びましょう。
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太陽光パネルを導入するならエコ発電本舗！
太陽光発電の導入時に利用可能なメーカーや施工業者は多々ありますが、メーカーなどを選ぶ際に多くの人に利用されているのが「エコ発電本舗」です。インターネット販売に特化し、企業努力により業界最安水準での販売を実現させています。評判のよい工事店のみと提携しているのもポイントです。施工技術をはじめとした工事品質が高いので、安心して任せられるでしょう。サポート体制も充実しています。工事保証は、業界最長の15年間です。SNSやメルマガなどを通じて、補助金情報や新商品の情報なども発信しています。太陽光パネルに関する有益な最新情報を把握しておきたい人は、随時チェックしておきましょう。
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太陽光パネルの設置を検討しよう！
太陽光発電の導入により電気料金の削減ができ、また、災害時や停電時に電気が使えるなどのメリットも得られます。一方で、導入の際に相応のコストがかかることは避けられません。太陽光パネルは、素材やメーカーにより設置コストが変わります。太陽光パネル設置を検討する際には、メリットやデメリット、価格などを理解したうえでのメーカーの選択が重要です。以下の記事も参考にしながら、太陽光発電への理解を深めましょう。
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