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2022年11月22日更新

太陽光発電とは?仕組みや売電、メリット・デメリットについて解説します

余剰電力の売電やエコなどの目的で利用されることが多い太陽光発電ですが、どのような仕組みで発電が行われているのでしょうか?太陽光発電がどのようにエネルギーを作っているのかの説明と、余剰電力の売電について説明していきます。

太陽光発電という言葉は聞いたことがあるけれど、どういう仕組みなのかわからないという方もいらっしゃるのではないでしょうか?

この記事では太陽光発電の仕組みやメリット・デメリット、太陽光発電に将来性はあるのか、太陽光発電で得ることができる利益などについて解説していきます。

太陽光発電の仕組みに疑問を抱いている方や太陽光発電の導入をご検討中の方、ぜひ参考にしてみてください。

住宅用太陽光発電の仕組み

太陽光発電とは、太陽の光を利用して電気をつくる発電方法です。

太陽光エネルギーを電力に変換する太陽電池をたくさん集めたソーラーパネルを使用して電気をつくります。

太陽光発電で発電量を左右する要素には、

  • 使用するソーラーパネルの性能・枚数
  • 設置場所・角度
  • 季節
  • 天気
  • 地域

などが挙げられます。

一般家庭の太陽光発電のシステム容量は3〜5kW程度です。

太陽光発電で発電した電気は、通常蓄電池がなければためておくことができません。

そのため、実際に太陽光発電でつくった電気のみで1日の使用電力量をすべてカバーするのは難しいでしょう。

家庭で使用する分を超過して余った余剰電力は、電力会社に売電することができ、それによって収入を得ることができます。

また、太陽光発電では設置後に何か特別な操作などを行う必要はなく、基本的にすべて自動で行われます。

次に太陽光発電がどのようにして電力をつくるのかその過程について見ていきます。

ソーラーパネルで発電

ソーラーパネルは、太陽電池を複数集めアルミ枠に入れたものです。

このソーラーパネルに太陽光が当たることで、内部の電子が移動し電気がつくられます。

パワーコンディショナーで電力を直流から交流へ

太陽光発電でつくられた直流電流は、そのままでは家庭で使うことができません。

太陽光発電システムでつくった直流の電気を、パワーコンディショナーで家庭内で使用したり売電することができる交流の電気に変換します。

屋内用の分電盤

送られてきた電気を分電盤で家庭内のコンセントなど様々な場所に電気を振り分けます。

分電盤の中にはブレーカーがついていて、一カ所での容量以上の電力使用や漏電が起きている場合に電気が供給されないようにする機能もあります。

分電盤は通常の住宅にもついていますが、太陽光発電システムを導入する際には交換か増設が必要です。

電力メーター

電力メーターは、取り付けた電路の電力量を計測する機器のことです。

電気会社から購入した電気を使用するだけであれば、買電量を確認できれば十分ですが、太陽光発電システムを導入し売電する場合には、電力会社にどれだけ電気を売ったのか計測する売電システムも必要になります。

現在では通信機能のついたスマートメーターが普及していて、スマートフォンなどで簡単に電気使用量や売電量などを確認することができます。

蓄電池(設置してある場合)

蓄電池は、太陽光発電システムに必ずしもつける機器ではないですが、設置してある場合には電気を蓄えることができます。

蓄電池は使い方を工夫することで様々なメリットがあり、例えば災害時の非常用電源などとしても活躍します。

また、電気料金を抑えるために単価が安い夜間に充電し、貯めた電力を日中に使用することも可能です。

太陽光発電と蓄電池を併用することで電気を効率的に使用でき、電力の自給自足をすることもできるでしょう。

住宅用と産業用の違いについて

住宅用太陽光発電

住宅用の発電システムは一般家庭の屋根に設置され、出力は10kW未満です。

再生可能エネルギー設備の固定買取に関するルールが定められている制度をFITと言いますが、FIT制度では出力によって余剰買取方式と全量買取方式があります。

住宅用太陽光発電のFIT認定を受けた場合には、余剰買取方式が適用されます。

余剰買取方式では、発電された電気はまず家庭で消費され、余った余剰分の電気を一般の電力系統へ流し、その分を買取してもらうのです。

住宅用太陽光発電のFIT認定を受けた場合、認定された年から10年間固定価格で電気を売電することができます。

産業用太陽光発電

産業用の発電システムは工場の空き地などの遊休地や工場の屋上などに設置され、出力が10kW以上のもののことを言います。

一般住宅でも10kW以上の太陽光発電を設置すれば、その発電システムは産業用と区分されます。

FIT制度の買取方式は、住宅用太陽光発電と異なり細かく区分されているという特徴があります。

基本的に出力が50kW以上のものは、全量買取方式を選択することが可能です。

出力が50kW未満でも、出力10kW以上のソーラーシェアリングを設置した場合は、全量買取方式を選択することができます。

出力10kW以上の産業用太陽光発電は、FIT制度の固定買取期間は20年と住宅用よりも長くなっています。

太陽光発電設備はどのような場所に設置すれば良いのか?

太陽光発電では、太陽光があたればあたるほど安定した電力を供給することができます。

一般的な戸建て住宅にリフォームで太陽光発電設備を取り付ける場合には、ソーラーパネルを南向きに設置し、日中の太陽光をできる限り受けられる状態にしておくことが望ましいのです。

そのため、戸建て住宅にリフォームで太陽光発電設備を追加するなら、ソーラーパネルは2階の屋根に取り付けるのが理想だと言えるでしょう。

しかし、ソーラーパネルを大量に設置して家庭内の電力を全て賄いたい場合や、売電を行いたい場合には、屋根だけでは設置箇所が不足する場合もあります。

このような場合には、南側が開けた土地にソーラーパネルを設置するという方法が用いられますが、住宅密集地などでは相性の良い土地を用意するのが難しく、希望する発電量が得られない場合もあるのです。

ソーラーパネルの発電効率は年々向上を続けていますが、お住まいの地域によっては家庭内の電気消費量を全て賄うことは難しいということはリフォーム前に知っておきましょう。

売電と自家消費はどっちがお得?

自家消費で削減できる電気代の目安

自家消費した電気は、電線を通さないためエネルギーロスが少なく、効率的に太陽の光を有効活用することができます。

自家消費で削減できる電気代の目安の例を見ていきましょう。

例えば月々の電気使用量が450kWh(自家消費割合:35%)の場合、自家消費することで得られる削減効果は毎月5,313円となり、年間では64,756円の削減効果になります。

また、一般家庭の電気使用量の平均は年間4,300kWh程度と言われています。

ソーラーパネルのシステム容量1kWhあたり年間1,000kWhとすると、4.3kWh分のソーラーパネルを設置すれば、おおよそ年間の消費量の電力を発電できる計算になります。

家庭用蓄電池を設置すると、家庭で使わなかった電力を蓄えておくことができ、発電量が少ない時間帯や季節、停電時などに効率的に電気を使用することも可能です。

電力会社に売電で得られる利益の目安

再生可能エネルギーの普及を高めるために国が行うFITを使うと、一般家庭でも太陽光発電した電気を固定価格で10年間売電することができます。

2022年度時点での住宅用太陽光発電の売電価格は1kWあたり17円となっています。

そのため、FIT期間中は売電価格17円をずっと維持して10年間売電することが可能です。

※2022年11月時点での情報です。

固定買取制度(FIT)とは?

FIT制度では住宅用は10年間、産業用は20年間有効です。

電気の売電価格は年度、発電システムの容量によって決まってきます。

2022年度の産業用の売電価格は、10kW〜50kW未満の場合には11円/kWh、50kW〜では10円/kWhとなっています。

FIT制度開始当初(2012年)からの住宅用の売電価格の推移は以下のとおりです。

  • 2012年:42円
  • 2014年:37円
  • 2016年:32円
  • 2018年:33円〜35円
  • 2020年:21円
  • 2022年:17円
  • 2023年:16円

10年間で売電価格がどれだけ下がっていっているかが見て取れます。

また、売電価格は今後も減少傾向にあります。

結局、どっちがお得?

結局のところ自家消費と売電はどちらがお得なのでしょうか?

まず発電した電気をすべて自家消費に回すためには蓄電池の設置が必要になってきます。

そうすると、電気を無駄なく幅広く使うことができ、節約効果も高いです。

一方で、余った電気を売電に回す場合には蓄電池を設置する必要がなく、売った分はそのまま利益になります。

結局のところは、それぞれにそれぞれの良さがあるため、太陽光発電に何を求めているのかをよく考え、ご自身にあった方法を選ぶことが大切です。

太陽光発電で利益が得られるのか?

売電価格と初期費用の関係

2012年の売電価格が42円だったことを考えるともっと早く太陽光発電を設置しておけばよかったと思われる方もいらっしゃるのではないでしょうか。

しかし、10年前と比べると現在は初期費用が安くなっています。

もともと、FITが定める売買価格は原則として初期費用を回収できるように設定されており、FITは太陽光発電の導入費用の推移を毎年確認しながら、投資回収期間が変わらないように売買価格を設定しています。

太陽光発電システムの初期費用には、太陽光パネルやパワーコンディショナーなどの購入費と設置工事費などが含まれます。

2012年ごろと2022年の4kW太陽光発電の費用を比較してみると約120万円以上も安くなっているのです。

また、太陽光パネル自体の性能なども向上していることにより、経済的なメリットもあります。

10年前は太陽光発電があまりにも高すぎて導入を断念されるご家庭もありましたが、今は価格を抑えて設置できるようになっています。

太陽光発電を導入し利益を上げるためには、初期費用を抑えるということが大切なポイントです。

天候によって発電量が変化する

太陽光発電の発電量は、天候や季節など日照時間に大きく左右されるため、毎月利益にはばらつきが出てきます。

利益が出やすいタイミングと出にくいタイミングについて見ていきましょう。

まず月別で比べてみると、発電量が多いのは4月〜5月になっています。

気温が高く日差しも強い7月や8月が一番発電量が多い訳ではないのです。

実は太陽光発電は太陽光パネルの温度が上昇することで発電量が大きく落ちてしまうという特徴があります。

時間帯で比べてみると、11時〜13時で一日の約4割の電力を発電しています。

晴れの日数が地域によって異なるように、日照時間も地域によって異なります。

しかし、都道府県と年間発電量を比較してもだいたい10%前後しか違いがないため、地域による差はあまり気にする必要はないでしょう。

太陽光発電の設置費用の目安

太陽光発電の設置費用は2021年の場合、1kWあたり平均約28万円(新築の場合)となっています。

一般的に家庭用の太陽光発電では3kW〜5kWが多いことから、設置費用の相場は約84万円〜約140万円です。

太陽光発電システムの設置費用は、新築よりもリフォームの方が高くなる傾向にあります。

新築の設置費用相場は1kWあたり約28万円なのに対し、リフォームの場合には約30.2万円です。

新築の場合には、電気配線や屋根の工事なども新築工事と同じタイミングでまとめて行えるため費用が安くなっています。

太陽光発電システムを導入するにあたっての工事費の目安は1kWあたり約6.6万円で、約19.8万円〜約33万円が費用相場となります。

なお、こちらの記事に記載の金額はあくまでも一例です。詳しくは業者による現地調査が必要となります。

また、業者によっても金額は変わってくるため、複数社に見積もりを依頼し、比較・検討するようにしましょう。

太陽光発電のメリット

光熱費を削減できる

太陽光発電のメリットは何と言っても光熱費を削減できるという点です。

電力会社に支払うはずだった電気代を、太陽光発電で賄うことで電気料金の節約につながります。

実際にいくら分の経済的メリットがあるかは、設置する太陽光発電のシステムの容量や屋根の向き、電気料金のプランなどによってもばらつきがあります。

いずれにしても今よりも光熱費を抑えることができるというのは大きなメリットです。

余った電気は売ることができる

自家消費で余った電気を売ることができることも太陽光発電のメリットです。

蓄電池がない場合には、余った分の電力を貯めることは基本的にできません。

しかし、電力会社が電力を買い取ってくれる売電という仕組みのおかげで、電力が余ってしまったとしても無駄にすることなく、それをさらに利益に変えることができるのです。

災害の時など、停電時にも使える

災害時でも、太陽光発電を設置しておけば発電時間帯の間は電気を使い続けることができます。

停電の際には、パワーコンディショナーと呼ばれる機器を自立運転モードに切り替え、分電盤を介さずに直接コンセントを挿すことで電化製品などを利用することができます。

太陽光発電のみで蓄電池などがない場合には、電力をためておくことができないため、夜間の電気確保ができないという点には注意が必要です。

太陽光発電のデメリット

発電量が安定しない

太陽光発電の発電量は、天候や季節などに左右されるため不安定です。

発電量は年間を通して比較すると5%程度以内の差に収まることがほとんどですが、それでも発電量が年間を通して安定しないというのは太陽光発電のデメリットと言えるでしょう。

電気機器にメンテナンス費用がかかる

太陽光発電を効果的に利用するためには、電気機器の定期的なメンテナンスが必要です。

定期的にメンテナンスを行わないと、太陽光パネルやパワーコンディショナーが早く寿命を迎えてしまったり、発電効率が著しく低下してしまう可能性もあります。

4年に1回以上が推奨されている定期点検は1回あたり約3万円程度、年に2〜3回行うことが推奨されている太陽光パネルの清掃などのメンテナンスは1回あたり約5万円程度の費用がかかってきます。

維持するためにも費用がかかってくるという点は太陽光発電のデメリットと言えるでしょう。

台風や火災で壊れることがある

太陽光発電システムは基本的に屋根に設置されます。

そのため、台風などの際には変形や破損したり、最悪の場合には基礎ごと飛ばされてしまい、人に危害を与えてしまう可能性もあります。

また、台風のみならず周辺の火災などによって思わぬ被害を受けることも考えられます。

いつどのように太陽光発電システムが被害を受けるか想定できないため、太陽光発電を設置する際には利益だけでなくリスクについてもできる限りの対策を施しておきましょう。

太陽光発電の将来性について知りたい

電力の売電価格は今後も低下していくことが予想されています。

一方で、システムの性能も上がり、設置コストも安くなっていることから、効率的に発電を行うことで初期費用を回収する前の期間を短縮できる可能性が高いです。

売電価格が低下していっても、太陽光発電は自宅で使用することができるため、電気代の節約になることは変わらないでしょう。

電気料金は年々値上がりを続けていて、脱炭素の流れによって今後も値上がりしていくことが予想されています。

自家消費型の太陽光発電システムを導入することは、電気料金の値上げを回避するための有効な方法と言えるでしょう。

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ここまで説明してきた省エネ・太陽光リフォームは、あくまで一例となっています。

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この記事の監修者プロフィール

【監修者】株式会社フレッシュハウス 樋田明夫

株式会社フレッシュハウス

樋田明夫

フレッシュハウスでリフォームの営業担当を長年経験し、数々のリフォームコンテストでの受賞実績を持つ。現在はフレッシュハウス本社における営業戦略室の室長として、大規模リフォームから通常のリフォーム物件まで幅広く対応中。

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