太陽光発電システム

太陽光発電とは、太陽の光エネルギーを太陽電池を用いて電気に変換する発電のことです。家の屋根の上に載っている黒っぽい大きなパネルが太陽電池パネルで、モジュールとも呼ばれています。ちなみにモジュールは、太陽電池素子であるセルから成り立っています。

どのようにして発電するの？

太陽電池パネルは、どうやって電気を作るのでしょう。パネルの中には、電気的性質の異なる2種類の半導体が入っています。パネルが太陽の光を浴びると、N型とP型の半導体は、それぞれマイナスとプラスの粒子を生み出し、相互の半導体の間に電気が流れます。電池ですが、電気を貯めておくことはできません。

どうして発電するの？

そして住宅用の太陽光発電システムは、太陽電池が発電した直流電力をパワーコンディショナーといわれる変換器によって、電力会社から供給されるのと同じ交流電力に変換して、家庭内に電気を供給します。

どのくらい発電するの？

太陽電池パネルのことをモジュールといいます。モジュールには変換効率といって、どのくらいの電気に変換できるか、その効率を表す数値があります。効率のいいモジュールはたくさん発電します。変換効率は、一般的には20%前後です。普通のお家の屋根なら、お日さまが出ている日中なら1時間当たり3～4kWの発電をしてくれます。でも、晴れの日ばかりではありませんし、夜には発電しませんから、全部を太陽電池で賄うことはできません。年間を通じて、だいたい約60～70%程度の電力が太陽電池で発電できる量だと思えばいいでしょう。
発電に一番いい条件は、屋根の向きが真南で、勾配が30度、気温が10～12℃だそうです。温度が高すぎると、電流が流れにくいので、真夏は効率が悪くなります。

余った電気はどうなるの？

お家でたくさん発電しても、使い切れなかったらどうなるのでしょう。使わなかった電気は、電力会社に買い取ってもらうことができます。昼間も夜間も天気が悪くて、あんまり発電しない日は、電力会社の電気を使いますから、ご心配は無用です。
電力会社に買い取ってもらえる金額については経済産業省資源エネルギー庁のHPをご確認ください。

買取制度の仕組み

温暖化防止にどのくらい役立つの？

太陽光発電システムが発電する電気は、二酸化炭素を排出しません。だって、太陽が発電するのですから。でも、太陽電池のもとになるシリコンなど原料の発掘や電池の製造を行う工場の建設、燃料の輸送、太陽電池の運搬や保守などがありますので、その過程で二酸化炭素が排出されます。でも、その量は火力発電などに比べると、とてもわずかです。
電力中央研究所の報告資料によれば、1時間当たり1kWの電力を発電して、送電するときのライフサイクル二酸化炭素排出量は、石炭火力発電が943g、石油火力発電が738g、LNG火力発電（汽力）が599gです。これらに比べて、太陽光発電はわずか38gです。もちろん、家庭に設置された後は、二酸化炭素は出ませんから、クリーンでエコなエネルギーであることお分かりですね。
そんな地球環境に優しい太陽光の電力ですが、わが国では、地熱や風力発電と合せても、2%程度のシェアしかありません。全国のお家の屋根に、太陽光パネルがたくさん載る日が来ることを期待したいですね。

出展：電力中央研究所 電源別のLC-CO2排出量

出展：資源エネルギー庁「エネルギー白書」電源別の発電量割合（2013年度)

どんな屋根にも取り付けられるの？

何でも大丈夫というわけではありません。太陽光発電システムは、それ自体かなりの重さがあります。ですから、老朽化の進んだ屋根やトタン屋根では重さに耐えられません。また、取付け可能な屋根であっても、北向きであったり、木の陰などで十分な日照が得られない場合は、思っているほど発電しないこともあります。無理に取り付けて、施工不良のために雨漏りしたなんてトラブルもよく耳にします。必ず信頼のおける専門家に相談して下さい。

でも、設置費用って高いんでしょう？

そうですね～、決して安くはありません。1kWの太陽光パネルを設置するには、40～50万円の費用が掛かります。仮に4kW分搭載できるとすると、160～200万円程度の費用が必要です。けっこう掛かりますよね。
でも、もし、あなたが、これから家を建てようとしているなら、是非、太陽光発電システムを屋根に載せることをお薦めします。後から設置するよりも、施工が容易で費用も抑えられます。

出展：資源エネルギー庁 新築・既築別　太陽光発電システム平均価格の推移

どんなメーカーがあるの？パネル（モジュール）はいくらくらい？

太陽光発電システムを製造販売している代表的な会社は以下のとおりです。

［太陽光発電システムメーカー］
カネカ・京セラ・サンテックパワー・シャープ・東芝・パナソニック・三菱電機

また、各メーカーの代表的な製品（モジュール）を一部掲載しました。起動させるにはこの他にパワーコンディショナーや専用の分電盤、モニターなども必要です。
パネルもですが、モジュールを構成しているセルの種類や変換効率、大きさ・質量も考慮して希望に合った製品を選びましょう。設計を担当した設計事務所や工事を担当する工務店に相談に乗ってもらうのがよいでしょう。メーカーも一般消費者向けに窓口を開いているので、電話してみてくださいね。

モジュール　製品例

メーカー・製品名	京セラ	サンテック パワー	シャープ	パナソニック	三菱電機	東芝
	SAMURAI KJ80P-3CSCA	STP285S-20 /Wem	BLACK SOLAR NQ-220AE	245αPlus VBHN245SJ33	218Wシリーズ PV-MA2180K	Sシリーズ SPR-250NE- WHT-J
セル種類	多結晶	単結晶	単結晶	単結晶	単結晶	単結晶
セル（モジュール） 変換効率	16.4％	17.5％	19.1％	19.1％	18.3％	20.1％
公称最大出力	80W	285W	220W	245W	218W	250W
質量	6.3kg	18.2kg	14.5kg	14.0kg	16.0kg	15.0kg
外形寸法	W1692.5×D345×H25mm	W1640×D992×H35mm	W1165×D990×H46mm	W1580×D812×H35mm	W1657×D858×H46mm	W1559×D798×H46mm

詳しい内容については『積算資料ポケット版住宅建築編』に掲載されていますので、こちらも参照してみてください。