太陽光発電の仕組みとは?メリットやデメリットを解説!

投稿日:2023年11月20日

相次ぐ電気料金の値上げなどを背景に、太陽光発電に対する注目が高まっています。導入を検討しているという人も多いのではないでしょうか。太陽光発電を検討しているのであれば、その仕組みやメリット、デメリットについてしっかり把握しておくことが大切です。太陽光発電をお得に運用できるよう、それらについて詳しく解説します。

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太陽光発電の仕組みとは?

太陽光発電の特徴とメリット

太陽光発電は、環境にやさしい発電方式として大きな注目を集めています。燃料費が不要で、メンテナンスも比較的簡単に行えるため、経済的な利点も多い発電方法です。設置後は日射を利用して電気をつくり出せるため、長期的な電気代削減や環境保護に貢献できます。

ソーラーパネルと太陽電池の仕組み

太陽光発電では、ソーラーパネルを使って太陽の光を電気に変換します。パネルには多数の太陽電池が組み込まれており、この太陽電池が発電の要となっています。
太陽電池は「P型シリコン半導体」と「N型シリコン半導体」を組み合わせて構成されています。太陽光が当たると、P型には正孔(プラスの電荷を持つ粒子)、N型には電子(マイナスの電荷を持つ粒子)が集まります。これらが導線を通じて流れることで電気が発生するのです。

直流から交流への変換

ただし、発電した電気はそのまま家庭では使えません。なぜなら、太陽光発電で生まれるのは「直流電気」だからです。一方、家庭や事業所で利用するのは「交流電気」です。そのため、発電した直流電気は「パワーコンディショナー」と呼ばれる機器を通して交流電気に変換され、家電や設備に供給されます。

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太陽光発電は蓄電池との連携が可能!

太陽光発電の特徴は、蓄電池と連携して発電した電気を貯めておけることです。ここからは、蓄電池の仕組みと、太陽光発電と蓄電池を連携するメリットについて詳しく解説します。

蓄電池とは

蓄電池は電気を一時的に貯め、必要に応じて取り出して使える装置です。停電時の非常用電源や電気代の節約を目的に、家庭や企業での導入が増えています。

 蓄電池の種類と特徴 
蓄電池にはいくつかのタイプがあります。鉛蓄電池は安価で大容量の電力を貯められますが、寿命が短いという弱点があります。ニッケル水素電池は寿命が長いものの価格が高めです。リチウムイオン電池は出力や寿命に優れており、家庭用から産業用まで幅広く普及していて、現在の主流といえます。

 蓄電池のメリット 
蓄電池の最大のメリットは、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ることです。さらに、停電時には非常用電源として家庭の安心を支えます。太陽光発電と組み合わせれば、昼間に発電した電気を夜に使うことができ、自家消費率を高められる点も魅力です。

 蓄電池のデメリット 
一方で、導入には高額な初期費用がかかり、設置場所や配線工事が必要になるといった課題があります。また、機器には寿命があるため、定期的なメンテナンスや交換費用を見込んでおく必要があります。

太陽光発電と蓄電池を組み合わせるとよい理由

太陽光発電と蓄電池を組み合わせることで、昼間に発電した電気を蓄えて夜間や雨の日に利用できます。これにより電力会社からの購入量を抑えられ、結果として毎月の電気代削減につながります。

 停電時の非常用電源として活用 
災害や停電が発生した場合でも、蓄電池に貯めた電気を活用すれば最低限の生活に必要な電力を確保できます。照明や冷蔵庫、通信機器などが使えることは、安心と安全を守るうえで大きな強みとなります。

 電気を自由な時間に使える利便性 
太陽光発電は昼間に電気を生み出しますが、日中に自宅にいない家庭ではそのままでは十分に活用できません。蓄電池があれば、昼間に発電した電気を夜や早朝など必要な時間に取り出せます。発電量と使用時間のギャップを埋めることで、太陽光発電の効果を最大限に発揮できるのです。

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太陽光発電を活用するメリット!

ここからは、太陽光発電の導入には具体的にどのようなメリットがあるのか、詳しく解説します。

電気代を削減できる

太陽光発電でつくった電気は売電するだけでなく、自宅で使用することで電力会社からの購入量を減らせます。これにより電気代を直接的に節約でき、経済的なメリットが大きくなります。

 蓄電池を活用して日中の電気を夜に使う 
太陽光発電は昼間に発電量がピークを迎えます。しかし、家庭の電力需要は夜間に集中しがちです。このギャップを埋めるのが蓄電池です。昼間に余った電気を蓄えて夜や早朝に使用すれば、電力会社から購入する電力量をさらに減らすことができます。

 電気料金プランを活用した節約 
電力会社によっては、時間帯によって電気料金が変わるプランがあります。この場合、昼間に発電した電気を蓄電池に貯めておき、割高な時間帯に使うことで効率的に電気代を節約できます。割安な時間帯を上手に組み合わせれば、さらに経済的な効果を高められるでしょう。

非常用電源として利用できる

太陽光発電システムと蓄電池を併用すれば、太陽光発電を災害時や停電時の非常用電源として利用可能です。災害時や停電時に電気が使えないと、照明や冷蔵庫、テレビといった家電が使えなくなったり、携帯電話の充電が切れてしまって連絡が取れなくなったりする可能性があります。また、トイレが使えなくなるかもしれません。太陽光発電システムと蓄電池を導入しておけば、これらの困りごとを解消することができるでしょう。ただし、蓄電池の容量によって、非常時に使用できる電気量や時間は異なります。太陽光発電システムの設置場所や設置するソーラーパネルの種類・容量によっても発電量が異なるので注意が必要です。

地球環境にやさしいエネルギーを使える

太陽光発電は、太陽の光を直接電気に変換する発電方式です。発電時に燃料を使わないため、地球温暖化の原因となる温室効果ガスの排出量を抑えられます。具体的なCO2排出の削減量は、年間約10t~15tです。これは、一般的な家庭における年間のCO2排出量の約20~30%に相当します。また、発電のために石炭や石油などの化石燃料を燃やした場合、大気中に有害物質が排出されて環境汚染の原因となります。しかし、石油燃料を燃やさない太陽光発電は、大気を汚染することもなく、発電のための資源を枯渇させることもありません。

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太陽光発電にはデメリットもある?

太陽光発電はとてもメリットの多い発電方法です。しかし、デメリットがないわけではありません。ここからは、デメリットとして注意が必要なことをいくつか解説します。

太陽光発電システムの導入コストが高い

太陽光発電システムを導入するには、ソーラーパネルやパワーコンディショナー、架台といった複数の設備が必要です。これらはいずれも高額なため、工事費を含めると住宅用でも総額100万円を超えるケースは珍しくありません。この初期投資の大きさが、導入をためらう要因のひとつとなっています。

 初期費用を抑えるPPAモデル 
こうした課題を解決する仕組みとして登場したのがPPAモデルです。PPAでは、設備の所有権や運営・管理をPPA事業者が担い、利用者は発電した電力を購入するだけで太陽光発電を活用できます。初期費用がかからず、さらに設備のメンテナンスも不要であるため、導入のハードルが下がります。また、契約時に電力価格が固定されることで、電気料金の値上がりリスクを回避できるのも大きなメリットです。

 PPAモデルの注意点 
一方で、PPAモデルにはデメリットもあります。長期契約が前提となるため、将来的に市場の電力価格が下がった場合には、結果的に割高な電気を購入することになりかねません。また、契約先のPPA事業者が倒産した場合のリスクも考慮が必要です。さらに、PPAモデルでは発電した余剰電力を売電する権利が利用者にはなく、収益を得ることはできません。

メンテナンス費用が発生する

太陽光発電システムは屋外に長期間設置されるため、経年劣化を避けることはできません。そのため、安全に稼働させ、発電効率を維持するには定期的な点検とメンテナンスが欠かせません。特に2022年4月以降は法律によって定期点検が義務化されており、適切なメンテナンスは所有者の責任となっています。

 点検の頻度と主な内容 
太陽光発電システムの点検の目安は4年に1度とされています。具体的な内容としては、ソーラーパネルの清掃や、パワーコンディショナーや架台など主要設備の点検が挙げられます。これらの作業を行うことで、故障の早期発見や効率低下の防止につながります。

 メンテナンス費用と抑える工夫 
太陽光発電システムのメンテナンス費用は業者によって幅がありますが、1回あたりおよそ5万~10万円が相場です。コストを抑えるには、複数の業者から見積もりを取って比較するのが有効です。また、点検の回数を減らせば費用負担は軽くなりますが、安全性や発電効率の低下につながるリスクがあるため、慎重に判断する必要があります。

気象条件によっては十分な発電量を得られない

太陽光発電は、太陽の光を直接電気に変換します。そのため、天候や季節による日照量の変化の影響を受けないわけにはいきません。日照量が少ない曇天や雨天、雪天時には、発電量が大幅に減少してしまいます。日照時間が短い冬季にも発電量が減少することをあらかじめ想定しておきましょう。また、地域によっても日照量には差があります。たとえば、沖縄や鹿児島などは日照量が多く、太陽光発電の適地といえます。一方、北海道や東北地方などは日照量が少ないため、太陽光発電の適地とはいえません。

さらに、屋根の方角や角度によっても、発電量が変わります。南向きの屋根に設置すればより多くの太陽光を利用することができるので、発電量を増やせるでしょう。屋根の角度は、30~35度程度が適切といわれています。

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太陽光発電の設置費用はどのくらいかかる?

太陽光発電の設置費用の目安

太陽光発電は環境や家計にメリットがある一方で、導入にはまとまったコストがかかります。費用はソーラーパネルの容量や設置場所、工事方法によって変動しますが、一般的な住宅用の設置費用は100万円から150万円前後が目安です。相場としては1kWあたり20~25万円程度とされており、例えば5kWのシステムを導入する場合、100万円~125万円程度が必要になります。

設置費用は年々低下傾向

以前と比べると、太陽光発電の設置コストは大きく下がってきています。2013年頃には1kWあたり40~50万円が相場でしたが、2023年現在では半分以下の20~25万円程度まで低下しました。これは、太陽光発電が国内外で広く普及したことにより製造コストが削減され、流通や施工の効率化も進んだ結果といえます。

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太陽光発電で補助金を利用できる?

太陽光発電の設置費用の目安

太陽光発電は初期費用が高いというデメリットがありますが、実際にどの程度の費用がかかるのでしょうか。住宅用の場合、ソーラーパネルの容量や設置場所、工事方法によって差はあるものの、一般的な設置費用は100万円から150万円前後とされています。相場としては1kWあたり20〜25万円程度です。たとえば、5kWのシステムを導入する場合、100万円〜125万円ほどの費用になる計算です。

設置費用は年々低下傾向

過去と比較すると、太陽光発電の設置費用は大きく下がってきています。2013年頃には1kWあたり40〜50万円程度かかっていましたが、2023年現在では20〜25万円程度まで下落しました。これは普及が進み、製造コストが低下したことが背景にあります。今後も市場の拡大や技術革新によって、導入コストはさらに抑えられていくと考えられています。

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太陽光発電で知っておきたいFIT制度について

FIT制度は、太陽光発電を導入する際に、あらかじめ知っておくべきです。この制度について詳しく解説します。

FIT制度の概要

FIT制度とは、太陽光発電などの再生可能エネルギーでつくられた電気を、電力会社が一定価格で一定期間買い取ることを国が保証する制度です。これにより、発電事業者は売電先や価格変動のリスクを抑えながら、安定的に事業を展開することができます。対象となるのは太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスといった再生可能エネルギーで、買取価格は発電方式や設備容量によって異なります。買取期間は10~20年程度が一般的です。

 住宅向けFITの役割と終了 
住宅向けのFIT制度は2012年4月に始まり、家庭における太陽光発電の普及を大きく後押ししました。電力を売れる仕組みが整ったことで、多くの家庭が安心して太陽光発電を導入できたのです。しかし、制度運営に伴うコストが増大したことから、住宅向けのFITは2022年4月で終了となりました。

 今後の展開 
FIT終了後も、再生可能エネルギーの普及は国の重要な課題であり、新たな制度が検討されています。電力の安定供給や脱炭素社会の実現に向けて、次世代の仕組みづくりが進められている段階です。

10年が過ぎた後はどうなるの?

住宅用太陽光発電システムのFIT制度による固定買取期間が終了した後も、発電した電気を売電することは可能です。この場合、新電力会社などと改めて契約を結ぶ必要があります。ただし、FIT制度の期間中と比べると買取価格は下がるのが一般的です。多くの電力会社では、1kWhあたり20~30円程度が目安となるため、あらかじめ価格下落を想定しておくことが大切です。

 蓄電池導入による自家消費への切り替え 
売電に依存せず、発電した電気を自宅で使う「自家消費」への切り替えも有力な選択肢です。そのためには蓄電池の導入が必要となります。日中に発電した余剰電力を蓄電し、夜間や雨天時に利用できるため、電力会社からの購入量を減らすことができます。導入費用は容量やタイプによって異なりますが、一般的に100万~200万円程度とされています。

 蓄電池導入の長期的メリット 
蓄電池の導入は初期費用が大きいものの、電気代削減による長期的なコストメリットが期待できます。また、災害などによる停電時に非常用電源として利用できる点も大きな安心材料です。売電か自家消費かは家庭のライフスタイルや電気使用状況によって最適な選択が変わるため、シミュレーションを行ったうえで判断するのが望ましいでしょう。

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これから太陽光発電はお得か?検討すべき3つの視点

太陽光発電を導入するかどうかを判断するには、大きく3つの視点から考えることが重要です。

地域活用要件を満たせるかどうか

2022年4月以降、住宅用太陽光発電システムを導入するには地域活用要件をクリアする必要があります。地域活用要件とは、地域のエネルギー利用の拡大や産業振興に貢献する設置条件を指します。具体的には自家消費率が30%以上であること、さらに停電時の自立運転機能を搭載していることが求められます。これらを満たしていなければ売電はできません。価格は下落傾向にあるとはいえ、売電できるかどうかは収益性に直結するため、導入を検討する上で大きな分岐点となるでしょう。

電気料金の値上がりリスクをどう考えるか

次に考えるべきは電気料金の動向です。近年、電気代は上昇を続けています。その背景には原油価格の高騰や脱炭素社会に向けた政策があり、今後も上昇傾向が続く可能性があります。もし電気料金の値上がりを大きなリスクと捉えるなら、太陽光発電の導入は家計を守る有効な手段といえるでしょう。自家消費によって電気代を抑える効果は、長期的に見れば非常に大きな価値を持ちます。

太陽光発電システムの性能をどう評価するか

三つ目の視点はシステムそのものの性能です。太陽光発電は技術の進歩により、年々高性能な製品が登場しています。発電効率の高いパネルを選べば、限られた設置面積でも十分な発電量を確保することが可能になります。その結果、初期費用を抑えつつ投資対効果を高められるのです。性能の優れたシステムを選択できれば、これから導入しても十分にメリットを得られるでしょう。

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太陽光発電を賢く導入して運用する方法!

効率よく発電・消費する

まず重要なポイントは、効率よく発電・消費することです。太陽光発電の発電量は、ソーラーパネルの設置場所や向き、種類などによって大きく左右されます。そのため、発電能力を最大に近づけられるようにソーラーパネルを日当たりの良い場所で真南向きに設置しましょう。また、高性能なものを選ぶことも大切です。

さらに、発電した電気を無駄にせず自家消費することで、電気料金を削減できます。そのため、日中の電気使用量を増やすこと、蓄電池を導入して余剰電力を貯めることに留意しましょう。たとえば、エアコンや洗濯機などの家電を日中に使用したり、日中に電気自動車を充電したりするのがおすすめです。

蓄電池を併用する

太陽光発電をより効率的に活用するには、蓄電池の併用が効果的です。その理由は、初期費用の回収を早められる可能性が高まるからです。太陽光発電の導入費用は一般的に100万~200万円程度ですが、蓄電池を加えることで初期投資はさらに大きくなります。しかし、発電した余剰電力を蓄電池に貯めて活用すれば、電力会社からの買電量を減らすことができます。また、夜間や深夜の安い電力を蓄電池に充電しておき、電気料金の高い時間帯に使うことで、さらに自家消費率を高められます。結果として、光熱費の削減につながり、投資の回収スピードを早めることが期待できるのです。さらに、停電時のバックアップ電源としても大きな安心を得られるでしょう。

 蓄電池導入で注意すべき点 
一方で、蓄電池を導入する際にはいくつか注意すべきポイントがあります。まず重要なのは容量です。蓄電池の容量は設置する太陽光発電システムの規模や、家庭での電気使用量によって適切な大きさが異なります。容量が小さすぎると十分に効果を得られず、大きすぎるとコストが無駄になりかねません。加えて、蓄電池の価格は容量や種類によって幅広く、数十万円から百万円を超えるものまで存在します。そのため、導入を検討する際には、自宅の電気使用状況や発電量を踏まえ、最適な容量と種類を選ぶことが欠かせません。

依頼する業者をよく選ぶ

太陽光発電を賢く活用するためには、依頼する業者の選定が非常に重要です。信頼できる業者を選ぶことで、割高な契約や施工不良による雨漏りなど、思わぬトラブルを避けることができます。

 信頼できる業者を見極めるポイント 
業者を見極めるうえでまず注目すべきなのは、知識と実績です。経験豊富な業者であれば、設置場所や希望条件に応じて最適なプランを提案してくれます。その判断材料としては、太陽光発電に関する資格や認定の有無、最新の技術や制度に関する知識の豊富さが挙げられます。さらに、保証やアフターサービスの充実度、問い合わせに対する丁寧な対応も信頼性を測るうえで欠かせない要素です。

 複数見積りで条件を比較する重要性 
より良い条件で導入するためには、必ず複数の業者から見積もりを取り、比較検討することが大切です。その際には、見積もりに含まれる項目が揃っているかを確認し、そのうえで金額やサービス内容を比較する必要があります。不明点があれば遠慮せず質問し、納得できる形で契約することが失敗を防ぐポイントになります。

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太陽光発電は今後どうなっていくの?

技術革新によるコスト低下と効率向上

第一に挙げられるのは、技術の進歩です。発電コストは今後さらに下がると見込まれており、それにより導入のハードルは一層低くなるでしょう。さらに、発電効率の向上によって、限られた設置面積でも十分な電力を得られるようになると期待されています。これらの技術革新は、太陽光発電の普及を後押しする大きな要因となるはずです。

連携システムの開発と活用の広がり

もう一つの注目点は、他のシステムとの連携です。すでに電気自動車やオール電化と組み合わせて利用する事例が増えており、今後はさらに多様なシステムと連携できるようになるでしょう。こうした進化により、太陽光発電は暮らしの中でますます身近な存在へと変わっていくと考えられます。

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太陽光発電ならエコ発電本舗に依頼しよう!

太陽光発電を導入するならエコ発電本舗がおすすめ

太陽光発電の導入を検討しているなら、インターネット販売に特化した専門業者であるエコ発電本舗に依頼するのが賢い選択です。

業界最安水準の価格で導入可能

エコ発電本舗は、さまざまな企業努力によって業界でも最安水準の価格を実現しています。コストをできるだけ抑えて太陽光発電を導入したい方にとって、非常に魅力的な選択肢となるでしょう。

高品質な工事で安心できる施工体制

安さだけでなく、工事の品質にも定評があります。施工を担当するのは、技術力が高く評判の良い工事店のみ。厳選されたパートナーと提携しているため、安心して設置を任せることができます。

充実したサポートと長期保証

さらに、サポート体制も万全です。工事保証は業界最長クラスの15年間に設定されており、万が一のトラブルが発生しても迅速に対応してもらえます。長期にわたり安心して利用できる点も、大きな魅力といえるでしょう。

太陽光発電を設置してエコライフを実現させよう!

太陽光発電は化石燃料を使わない発電方式であり、地球環境にやさしい暮らしを実現する優れたシステムです。CO₂排出を抑えながら電気をつくることができるため、持続可能な社会への貢献にもつながります。

 電気料金の値上げリスクを回避 
近年続く電気料金の上昇は、多くの家庭にとって大きな負担となっています。太陽光発電を導入すれば、自家消費によって電力会社からの買電量を減らせるため、値上げリスクの回避にも役立ちます。長期的な家計の安定を考えるうえで、非常に有効な選択肢といえるでしょう。

 導入を検討するならエコ発電本舗へ 
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