太陽光発電の発電量
太陽光発電を導入するか迷っているときは、まずどれくらい発電できるか、どれくらいの売電収入が得られるか確認しましょう。ここでは、太陽光発電の発電量の目安や計算方法、売電収入の計算方法を紹介します。
発電量の目安
太陽光発電の発電量は、年間1kWあたり1,000kWh〜1,200kWhが目安とされています。
シエル・テール・ジャパンでは、事業者様と密にコミュニケーションをとったうえで、最適な設計を提案させていただいております。ぜひお気軽にお問合せください。
また、日射量が多い時期や雨が続く梅雨などがあるため、実際の発電量には波がある可能性があります。日射量が多い時期は夏場をイメージしやすいですが、4月〜5月にかけても発電量が多くなる傾向です。
発電量の計算方法
太陽光発電の発電量を調べる際、kWとkWhの違いを把握したうえで計算しましょう。ここでは、太陽光発電の発電量の計算方法について、kWとkWhの違いや計算式を紹介します。
kWとは
kWとは、電力を表す単位です。太陽光発電におけるkWは、太陽光発電システム全体の容量や発電力を表します。kWの数値が高ければ高いほど、発電する能力が長けているといえます。
kWhとは
kWhとは、電力量を表す単位です。太陽光発電におけるkWhは、1時間あたりに発電する量を表します。先ほど解説したkWに時間（h）をかけた値がkWhとなり、kWh＝ kW×hとなります。
計算式
太陽光発電の発電量の計算には、1日あたりの平均日射量、太陽光発電システムの容量、損失係数、年間の日数（365日）、標準状態における日射強度（kW/㎡）を用いるのが一般的です。
計算式は、1日の平均日射量×太陽光発電システムの容量×損失係数×365÷1です。損失係数は、パネルの汚れや熱などが原因で十分に発揮されない場合に失われる発電量を指します。一般的には、0.85を損失係数として用いられるケースが多いです。
売電収入の計算方法
売電収入の計算方法は、発電量（kWh）×売電単価（円）です。
こちらの記事では、非FITについて解説しています。メリット・デメリットや活用する際の注意点も取り上げているため、ぜひあわせてご覧ください。
太陽光発電の発電量を左右する要因
太陽光発電の発電量は、さまざまな要因で変動しやすいです。高い発電能力を保ちたい場合は、太陽光パネル自体の性能や太陽光パネルを設置する場所に注目する必要があります。
ここでは、太陽光発電の発電量を左右する要因を6つ紹介します。
パネルの性能
太陽光発電の発電量を増やしたい場合は、性能の高い太陽光パネルを選ぶのが大切です。設置できる面積が同じでも、太陽光パネルの性能が高ければ、少ない太陽光パネルでも十分な発電量を得られる可能性があります。
太陽光パネルには、主に単結晶パネル、多結晶パネル、薄膜パネルの3種類あります。
- 単結晶パネルは、コストは高いですが1枚あたりの発電量が多く、限られた面積にしか設置できない場合におすすめです。
- 多結晶パネルは、コストと発電量のバランスがよく、発電量は単結晶パネルより少ないですが、その分コストを抑えられます。
- 薄膜パネルは発電量が少ないですが、コストを大幅に抑えられるため、設置面積が大規模の場合に適切です。
また、太陽光パネルの性能をチェックする際、エネルギー変換効率を確認するのがポイントです。エネルギー変換効率とは、太陽光エネルギーを電気に変換する割合を指します。
エネルギー変換効率が高い太陽光パネルは、1枚あたりの発電量が多く、たくさん発電したい場合におすすめです。エネルギー変換効率が高いほどコストも上がる傾向にありますが、設置後の発電量でもとが取れる可能性が高いです。
パネルの設置枚数
太陽光パネルは、メーカーによって1枚あたりのサイズが異なりますが、設置枚数が多ければその分発電量も増えます。一方で、同じ性能の太陽光パネルで設置枚数が少なければ、発電量も少なくなるでしょう。
ただし、太陽光パネルの設置枚数を増やすには、設置するスペースを確保する必要があります。設置枚数が増えればその分設置費用も高くなるため、太陽光パネルの本体料金、設置費用、維持費などを考慮しなければいけません。
建物によって使用電力量が異なるため、使用電力量をまかなえるように最適な枚数を設置するのがポイントです。設置スペース、現在の使用電力量、設置費用などを考慮したうえで、適切な太陽光パネルの設置枚数を決めましょう。
シエル・テール・ジャパンは、日本で唯一大型パネルに対応する水上架台フロート開発に成功した水上太陽光発電の架台フロートメーカーです。大型パネルを設置することで、設置スペースを大幅に増やすことなく発電量の増大を見込めます。ぜひ弊社へお問合せください。
設置方角や角度
太陽光パネルを設置する方角は、真南がもっとも推奨されています。太陽は東から南をとおり西へ向かって移動し、南での滞在時間が多いため、真南の方角に太陽光パネルを設置すれば、たくさん発電できる可能性が高くなります。
また、太陽光が直角に当たるように設置角度を設定することで、効果的な発電が可能です。年間の太陽の高度は季節ごとに異なり、夏は最も高く、冬は低くなります。
地域によっても差はありますが、夏至のあたりはできるだけ水平になるよう0〜5度程度、冬至あたりでは55〜60度程度の角度があると、効率よく日射を利用できます。
また、地面に直接太陽光パネルを設置する場合は、周囲の建物や木々などを考慮して、設置角度を調節するのがポイントです。
日照時間
太陽光発電の発電量は、日照時間で左右されやすいです。日光が当たっている間に発電するため、日照時間が長いほうが発電量は増えます。地域によって、晴れの日が多いところや雨・雪の日が多いところがあるため、地域ごとの日照時間をチェックするとよいでしょう。
たとえば、山梨県や長野県、高知県、静岡県は、日本で太陽光発電に適した地域です。年間の日射量が多いため、効率的に多くの発電量が得られます。日射量だけではなく、太陽光発電に適した温度が25度であるのも考慮しなければいけません。
効率的に発電できるとイメージされやすい沖縄県ですが、夏場の気温が上がりすぎると、太陽光パネルが高熱になって十分に性能が発揮できない可能性があります。そのため、晴れの日が多い地域かつ、ほどよく涼しく快適に過ごせる地域が太陽光発電に最適です。
また、基本的に晴れの日が多い地域でも、雨の日が続きやすい梅雨だと、どの地域も発電量が下がってしまいます。雨の日が多いと日照時間も短くなるため、梅雨の時期だけ1日あたりの発電量が少なくなると把握しておきましょう。
周辺環境
太陽光発電の発電量は、周辺環境によっても左右されるケースがあります。発電量を左右する要素をすべて予測するのは困難ですが、周辺にある建物や木々、看板など、影になり得る要素を意識するのがポイントです。
積雪量が多い地域では、近隣のビルや木に積もった雪が原因で影の範囲が広くなり、発電量に影響する可能性があります。近隣に高いビルがあれば、ビルから積もった雪が落下し、太陽光パネルに被れば発電能力の低下につながります。
また、現在周辺に建物や木々がなくても、数年後や十数年後にアパートやビルが建つ可能性も考慮しなければなりません。太陽光パネルを設置するときは、現在の周辺環境のみを参考にせず、今後の周辺環境の変化も予測したうえで設置する必要があります。
こうした考慮は、主に地上で太陽光パネルを設置する場合に多く見られます。水上太陽光発電では、平坦な水面にパネルを設置するため比較的周囲環境に恵まれ、長期的に安定した発電が見込めます。
季節
季節による気温の変化によっても、太陽光発電の発電量は左右されます。たとえば、夏の厳しい暑さのなかだと発電量は落ちやすいです。太陽光パネルは、気温25度を1度超えるごとに0.5％ほど、発電量が落ちてしまうといわれています。
一方で、気温が25度ほどの日が多い4月〜5月だと、太陽光パネルにとっても適温であるのに加え、日照時間も長くなることから発電量も多くなります。そのため、日照時間の長さだけではなく、季節により気温の変化にも着目しましょう。
太陽光発電の発電量が低下する原因
太陽光発電の発電量を維持するには、発電量が低下してしまう原因を把握するのがポイントです。ここでは、太陽光発電の発電量が低下する原因を5つ紹介します。
パネルの劣化
太陽光パネルは、どのメーカーの製品でも経年劣化は避けられません。太陽光パネルの多くが耐用年数20〜30年ほどで製造されており、なかには30年以上稼働しているものもあります。しかし、使用環境によっても劣化の速度は異なり、年数の経過とともに発電量の低下が現れやすくなります。
野外に設置されるとどうしても雨風にさらされるため、耐用年数未満であっても劣化の症状が現れるケースがあります。発電効率を長期間維持するには、耐用年数が30年以上の品質の高い太陽光パネルを導入するとよいでしょう。
ただし、高性能の太陽光パネルは、初期費用が高くなります。耐用年数が少ない太陽光パネルは、初期費用は抑えられますが、買い替えの頻度が増えてトータルコストが高くなる可能性があります。
パネルの温度上昇
太陽光パネルの温度上昇は、発電量が減る原因のひとつです。日照時間が長いほうが発電量は増えますが、太陽光パネルの温度が高くなりすぎると、発電効率が下がって発電量が減ってしまいます。
太陽光パネルの最大出力温度係数は、パネルの表面の温度が25度である場合を基準に計算されています。表面温度が26度、27度と1度上がるごとに0.5%ほど発電効率が下がってしまうため、30度以上の日が連日続く夏場は発電量が低下するでしょう。
気温が30度だとしても、太陽光パネルの表面温度が60度にも上がるケースがあります。長時間日光が当たってコンクリートがやけどするほど熱くなるように、太陽光パネルも猛暑日が続けば熱くなってしまいます。
また、地域によっては、日照時間が長い夏場よりも、冬場のほうが発電効率は高いです。太陽光パネルは高熱にならず、晴れの日なら一定の日射量があるため、冬場のパフォーマンスのほうが向上する傾向にあります。
太陽光パネルを設置する場所を選ぶ際は、夏場でも気温が上がらず快適に過ごせるところがおすすめです。場所を変えられない場合は、高温の影響を受けにくい水上太陽光パネルを導入しましょう。
水上太陽光は、発電パネルが水面に設置されることで冷却効果を得る特長があります。水は高い比熱容量を持ち、太陽光パネルの熱を効率的に吸収し、温度上昇を抑制します。これにより、パネルの温度が適切に保たれ、発電効率の低下を防ぐことが可能です。
パネルの汚れ
太陽光パネルが汚れると、発電量が低下してしまいます。太陽光パネルが汚れる原因は、ほこりや鳥の糞、落ち葉、黄砂などが挙げられます。野外に設置すると、どうしても汚れが付着してしまうため、発電効率を高めるには定期的な清掃やメンテナンスの実施が不可欠です。
太陽光パネルの設置時に傾斜をつけていれば、軽い汚れなら雨風で落とせる可能性があります。汚れの蓄積を防ぐためにも、太陽光パネルを角度つけて設置するのがポイントです。
また、太陽光パネルに建物や木々の影が被ると、発電力が十分に発揮されません。敷地内の木々が原因で影が被ってしまう場合は、定期的な剪定も必要です。
設計や施工の高い技術を持つシエル・テール・ジャパンでは、運用管理（O&M）のサービスも提供しております。パネルの汚れや破損を最小限に抑えるために定期的なメンテナンスを実施しており、安心してお任せいただけます。
太陽光発電システムのロス
太陽光パネルに問題がなくても、太陽光発電システムが原因で発電量が低下してしまうケースがあります。とくに、太陽光発電では必須のシステムであるパワーコンディショナと呼ばれる部品は、比較的劣化が早い傾向にあります。
太陽光発電システムが原因で発電量が低下したとき、パワーコンディショナなどに不具合が起こっている可能性が高いです。太陽光パネルを導入してから間もなく不具合が起きた場合は、太陽光発電システムのロスを疑うとよいでしょう。
また、売電収入を得ているとき、電線側の電圧がパワーコンディショナの出力上限値を超えて、電圧上昇抑制が起動する仕組みとなっています。電圧上昇抑制は、パワーコンディショナが発電を抑える機能のため、発電量が低下してしまうケースがあります。
太陽光発電システムに不具合が生じていなければ、電圧上昇抑制が原因である可能性があるため、購入したメーカーに相談してみましょう。
塩害による影響
太陽光パネルは、塩害による影響で発電量が低下してしまう可能性があります。太陽光パネルが潮風にさらされると、樹脂部分の劣化や配線・金属部分のサビなどが生じてしまいます。
太陽光パネルのわずかな隙間に塩分が入れば、目に見えない部分で状態が悪化してしまうため注意が必要です。塩害を受けやすい地域で太陽光パネルを設置し、見た目に問題がないものの、発電量が低下したときは、塩害により内部に問題が起こっているおそれがあります。
近年では、塩害の地域でも設置可能な太陽光パネルが販売されています。塩害による影響を受けにくい素材で製造されているため、劣化やサビなどが生じる可能性は低いです。
image : Changbin, 192MWp, nearshore in Taiwan ©Ciel & Terre
ただし、メーカーの保証内容によっては、塩害による影響だと保証対象外となってしまうケースがあります。塩害の影響を受けやすい地域に太陽光パネルを設置するときは、保証内容も確認しておきましょう。
シエル・テールでは、大胆かつ革新的な水上太陽光ソリューションを提供しています。世界中で325を超えるプロジェクトの成功によって培った技術を活かし、高い信頼性と耐久性を誇るソリューションを提供しております。
太陽光発電の発電量を上げる方法
太陽光発電の発電量が低下する要因を把握したうえで、発電量を上げる方法もチェックしておくことがポイントです。発電量を上げれば、費用対効果が高まる効果も期待できます。ここでは、太陽光発電の発電量を上げる方法を6つ紹介します。
長期間耐えられる太陽光パネルを設置する
太陽光発電の発電量を上げるには、耐久年数が長い太陽光パネルを選びましょう。太陽光パネルは簡単に買い替えできるものではないため、長期間耐えられるものを選べば、劣化の進行を抑えながら交換の手間を省けます。
野外に設置するからこそ、太陽光パネルは環境ストレスに強いものを選ぶことがポイントです。耐久性に優れている太陽光パネルは、購入時に高い費用がかかるものの、発電量が増えれば十分にもとが取れる可能性があります。
日頃から太陽光発電の状況をチェックする
太陽光発電の発電量を維持するには、日頃からシステムやパネルに問題がないか、状況をチェックするのが大切です。問題が生じているのを知らずに放置していると、発電量が低下するだけではなく、最終的に発電できなくなるおそれがあります。
日頃から状況を確認していれば、些細な変化にも気づける可能性があります。異常を見つけたら業者に連絡すれば、すぐに対処してもらえるでしょう。
危険でなければ、太陽光パネルのうえの汚れや落ち葉を自分で取り除くのもポイントです。ただし、水洗いしなければ落とせない汚れを無理やり落とそうとすると、太陽光パネルの表面を傷つけてしまうおそれがあります。
一方、周辺環境に恵まれた水上太陽光であれば、外的要因によるパネル破損のリスクを軽減できます。また、太陽光発電システムの運用と保守を担うO＆Mを提供している架台メーカーであれば、点検や監視、メンテナンス、修理を一括で対応しているため、太陽光発電システムの寿命を延ばすとともに、発電効率の最大化が可能です。
影ができない場所に設置する
太陽光パネルに影が被ると、十分な発電効率が得られません。日光が太陽光パネルに当たって発電されるため、影ができない場所を選んで設置する必要があります。
影の原因は、建物や木々、煙突、鉄塔、電柱、看板などさまざまです。敷地にある樹木や看板は、剪定や撤去などで対応できますが、建物や鉄塔などは影ができるからと簡単に撤去できるものではありません。
影ができるのを避けたい場合は、時間帯別に影の位置を確認してみましょう。これにより、影ができにくい方角や、長時間影ができない場所を把握でき、太陽光パネルの設置場所を決める際の参考になります。
水上太陽光発電は空中に遮蔽物のない水上へパネルを設置することから、こうした影の心配はいりません。陸上の限られたスペースを使う必要がないため、安定した電力供給が可能です。
設置する方角や角度を調整する
発電量を少しでも上げるには、太陽光パネルを設置する方角や角度を調整しましょう。理想的な方角と角度は、季節や地域によって異なります。太陽は東から南、西に向かって移動するため、南向きが難しいなら東向きと西向きに設置するのが望ましいです。
地面に直接太陽光パネルを設置する場合は、より日光が当たるように調整しましょう。また、障害物や山で影ができやすいなら、一般的な方角や角度にとらわれず、発電量を上げられる場所を見極めるのがポイントです。
定期的にメンテナンスを実施する
太陽光発電の発電量を上げるには、定期的にメンテナンスを実施しましょう。太陽光パネルの汚れを落としたり、太陽光発電システムの不具合を早期発見したりするためにも、プロにメンテナンスを任せるのがおすすめです。
とくに、太陽光発電システムの不具合は、素人の目では気づきにくく、内部を調査するには業者への依頼が必要です。太陽光パネルの汚れを洗い流すにも、高い場所だと危険がともなうため、業者なら安心して作業を任せられます。
不具合や太陽光パネルの汚れをそのまま放置すると、発電量が低下したままで、十分な効果が得られなくなります。太陽光発電システムの不具合は、結果的に発電できなくなる事態につながるおそれがあるため、すぐに対処する必要があるでしょう。
シエル・テールは、お客様の水上太陽光発電所を健全に維持するための保守点検を担います。スポット点検または定期点検、どちらも水上太陽光発電に特化しており、これまでの実績に基づいた信頼性の高いサービスを提供しています。
水上太陽光発電を設置する
発電量を向上させたい場合は、水上太陽光発電の設置を検討しましょう。水上太陽光発電は、地面に設置する太陽光発電よりも、発電量が10%ほど上がるといわれています。
通常の太陽光発電は、周囲の建物や樹木などの影が原因で発電量が低下するケースがあります。一方で、水上太陽光発電なら、周囲に高い建物や樹木がないため池に設置するため、影による影響を受けずに発電効率を上げることが可能です。
水上太陽光発電は、水面近くに太陽光パネルを設置するため、冷やされて温度上昇を防げます。周囲に障害物がなく風とおしがよいため、熱がこもりにくく、高温による影響を受けにくいです。
地面に太陽光パネルを設置するなら、角度をつけて影ができないように一定の間隔を空ける必要があります。太陽光パネル10枚分を設置できる面積でも、間隔を空けなければいけないため、実際に設置する太陽光パネルの枚数は10枚分よりも少なくなります。
水上太陽光発電であれば角度をつけなくても問題ないため、一定の間隔を空けずに並べて設置が可能です。そのため、設置できる面積を最大限活用できるため、限られたスペースでも十分な発電量が得られます。
また、通常の太陽光パネルの場合、周囲の木々を伐採したり、架台を設置したりなどコスト面で大きな負担がかかる可能性があります。水上太陽光発電は、影をつくらないための工夫が不要なため、結果的に水上太陽光発電のほうが安く済むケースもあります。
シエル・テール・ジャパンでは、水上太陽光発電のパイオニアとして大胆かつ革新的なソリューションを提供しています。
まとめ
太陽光発電の発電量は、年間1kWあたり1,000kWh〜1,200kWhほどが目安です。ただし、太陽光パネルの劣化や日照時間、気温、周囲の環境などの要因で、発電量が左右されるケースがあります。
発電量を上げたいなら、耐久性に優れている太陽光パネルを導入したり、影ができない場所に設置したりする必要があります。建物や樹木に囲まれていて、発電効率を最大限発揮できるように設置するのが難しい場合は、水上太陽光発電の設置がおすすめです。
シエル・テール・ジャパンは、持続可能な世界のために、水上太陽光を世界中で不可欠なエネルギー源にすることを目指し、日本で唯一大型パネルに対応した水上架台フロートに成功しました。
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