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「太陽光パネルを設置したいけれど、うちの屋根で一体どれくらい発電できるんだろう？」
発電量は太陽光パネルの導入を検討するうえで重要であり、多くの方が上記の疑問を持っています。発電量は、単に太陽光パネルの性能や枚数だけで決まるものではありません。発電量は屋根の向きや角度、居住地域、そしてライフスタイルによっても大きく変わるため、非常に複雑です。
本記事では太陽光パネルの発電量について、1枚・1日あたりの目安から計算方法まで解説します。本記事を読めば、自宅の太陽光パネルで発電できる電気量をスムーズに把握できます。太陽光パネルの発電量を把握し、経済的なメリットがあるかどうか事前にシミュレーションしておきましょう。
太陽光パネルの発電量とは
太陽光パネルの発電量とは、設置したパネルが一定期間に生み出す電気の総量を指します。発電量が重視される理由は多いほど家庭で使用する電気をまかなえ、電気代の削減効果が大きくなるためです。さらに、使いきれずに余った電力を電力会社に買い取ってもらう場合は収入の増加にも直結します。
ただし、発電量は「このパネルを設置すれば必ずこれだけ発電できる」という固定値ではありません。太陽光パネル自体の性能はもちろん居住地域の日照時間、屋根の向きや角度、天候によっても変動します。
「kW」と「kWh」の違い
太陽光パネルのカタログや見積もりを見ると、「kW」と「kWh」の2つの単位が必ず出てきます。上記の言葉は似ていますが、意味は全く異なります。
kWは、「太陽光パネルがどれだけの電気を生み出せるか」を示す出力や容量の数値です。例えば、「この太陽光パネルの発電容量は5kW」などの使われ方をします。
一方で、kWhは「太陽光パネルでどれだけの電力をどれだけの時間発電したか」を数値化したものです。電気代の請求書に「今月は300kWhを使用」と書かれているのと同じ単位です。
太陽光パネルの発電容量（kW）が大きいほど、一度に発電できる力は強くなります。そして、太陽光パネルで一定時間発電した結果が実際の発電量（kWh）となります。なお、月々の電気代削減や売電収入をシミュレーションする際に重要なのはkWhの方です。
太陽光パネル1kWあたりの年間発電量の目安は約1,000kWh
太陽光パネル1kWあたりの年間発電量の目安は、約1,000kWhです。ただし、上記の数値はあくまで全国平均の目安となる数値です。例えば、日照時間が長い地域では1,000kWhを超えるケースもありますし、逆に短い場合は900kWh程度になる場合もあります。
しかし、「自宅でどれくらいの太陽光パネル発電量が見込めるか」をざっくりと把握するには非常に便利な数字です。例えば、年間発電量の目安を約1,000kWhとした場合、以下の計算式で自宅に設置する太陽光パネルの発電量を算出できます。
- 設置するシステム容量（kW）×1,000kWh＝年間の予想発電量（kWh）
例えば、5kWの太陽光パネルを設置した場合、5kW×1,000kWh=約5,000kWhが1年間に発電する電気量の目安です。年間発電量の目安を覚えておくと、見積もりを比較検討する際にも役立ちます。
設置容量（4kW・5kW）別の年間発電量と電気代削減額
一般的な家庭でよく利用される設置容量の4kWと5kWで、年間発電量と電気代削減をシミュレーションしてみましょう。シミュレーションには、先ほどの年間発電量の目安「1kWあたり約1,000kWh」を使用します。また、電気代の削減額は発電した電気をすべて家庭で消費したと仮定し、電気料金の目安単価を1kWhあたり31円として計算しています。
■設置容量4kWの場合
年間の予想発電量：4kW×1,000kWh=約4,000kWh
年間の電気代削減額：4,000kWh×31円/kWh=約124,000円
■設置容量5kWの場合
年間の予想発電量：5kW×1,000kWh=約5,000kWh
年間の電気代削減額：5,000kWh×31円/kWh=約155,000円
上記のように設置容量が大きくなるほど太陽光パネルにおける年間の発電量は増え、電気代の削減効果も高まるのが分かります。
太陽光パネル「1枚あたり」「1日あたり」の発電量の目安
太陽光パネル1枚あたりの発電量は、設置するパネルの公称最大出力（W：ワット）によって決まります。例えば、パネル1枚の出力が400W（=0.4kW）だとした場合、年間の発電目安に当てはめて計算すると以下のとおりです。
- 0.4kW（パネル1枚の出力）×1,000kWh（1kWあたりの年間発電目安）＝年間約400kWh
つまり、400Wのパネルを1枚設置すると年間でおおよそ400kWhの発電量が見込める計算です。もし10枚設置すれば4,000kWh、15枚設置すれば6,000kWhと設置枚数に比例して全体の太陽光パネル発電量が増えていきます。
次に、太陽光パネルにおける1日あたりの発電量の目安ですが、年間の予想発電量を単純に365日で割ると算出できます。例えば、太陽光パネルの発電容量が1kWの場合と5kWのケースを比較すると以下のとおりです。
- 1kWの場合：年間1,000kWh÷365日＝1日あたり約2.74kWh
- 5kWの場合：年間5,000kWh÷365日＝1日あたり約13.7kWh
なお、一般的な家庭の1日の平均的な電力消費量は10kWh～15kWh程度です。そのため、5kWの太陽光パネルであれば「天気が良ければ、1日に使う電気のほとんどをまかなえそう」と感じるかもしれません。
ただし、上記の1日あたりの発電量は、あくまで1年間の平均値である点に注意が必要です。実際の太陽光パネル発電量は、天候に大きく左右されます。晴れた日には20kWh以上発電するケースも珍しくありませんが、逆に梅雨の時期などには5kWhにも満たない場合もあり得ます。
太陽光パネルの発電量を計算する方法・手順
ここでは、実際の太陽光パネルの発電量を計算する方法・手順を以下の順番で解説します。
- 自宅の太陽光パネルの発電容量（kW）を確認する
- 居住地域の日射量を調べる
- 損失を考慮して計算する
ただし、上記の方法では複数の要素を調べて計算する必要があり、一般の方が実際の発電量を自力で算出するのは困難です。正確な発電量を知りたい場合は、専門業者に相談してシミュレーションを依頼しましょう。
①自宅の太陽光パネルの発電容量（kW）を確認する
まず、自宅の太陽光パネルの発電容量（kW）を確認しましょう。発電容量は、設置業者による現地調査や図面確認によって決まります。屋根の面積・形状・材質、さらには建築基準法上の制限なども考慮して設置できるパネルの枚数と合計の発電容量が算出されます。
新築やリフォームを検討中の場合は、設計段階で太陽光パネルを載せたいと伝えると最適な屋根の形状や容量を提案してもらえるでしょう。すでに住んでいる家であれば、専門業者に見積もりとシミュレーションを依頼し、自宅の屋根に最大何kW載せられるかを正確に把握できます。
②居住地域の日射量を調べる
システム容量が決まったら、次に「どれだけ太陽の光があたるか」を確認します。日本国内でも、年間を通じて日照時間が長い太平洋側の地域と冬場に雪や曇りの日が多い日本海側の地域とでは総発電量が異なります。地域毎の日射量に関しては、NEDOが公表する「日射量データベース閲覧システム」で確認が可能です。
③損失を考慮して計算する
最後に、忘れてはならないのが損失の考慮です。太陽光パネルが生み出した電気が100%すべて家庭で使えるわけではなく、いくつかの過程で目減りしてしまうためです。太陽光パネルで発電した電気が受ける損失には、以下のようなものがあります。
| 損失の要因 | 概要 |
| パワーコンディショナによる変換 | 太陽光パネルが発電する直流電力を、家庭で使える交流電力に変換する際に損失が発生 |
| パネルの温度上昇 | 太陽光パネルは熱に弱いため、真夏の炎天下などでパネルの表面温度が上昇しすぎると発電効率が低下する |
| その他の損失 | ・パネル表面のホコリや汚れによる発電量の低下
・ケーブル（配線）の電気抵抗による損失 |
一般的に、上記すべての損失要因を合計すると理論上の最大発電量に対して約30％程度が失われると想定されます。そして、発電容量や日照量、損失の割合を以下の計算式で掛けあわせて計算すると太陽光パネルの年間発電量の予測が可能です。
- 年間予想発電量=発電容量×日射量×損失係数×365
しかし、上記の要素をすべて調べたうえで一般の方が正確に計算するのは現実的ではありません。そのため、実際の発電量を知りたい場合は専門業者に詳細なシミュレーションを依頼するのがおすすめです。
参考：地域資源利用型産業創出緊急対策事業（太陽光パネル緊急導入事業）｜農林水産省
太陽光パネルの発電量の増加・低下に関わる6つの要素
太陽光パネルの発電量の増加・低下に関わる要素として、以下の6つがあげられます。
- 太陽光パネルの性能・枚数
- 設置方位や屋根の角度
- 季節・天候・地域
- 太陽光パネルの温度
- 周辺環境で発生する影の状況
- 経年劣化
太陽光パネルの発電量を予測する際は、上記の要素も考慮に入れる必要があります。
太陽光パネルの性能・枚数
太陽光パネルの発電量は、パネル事態の性能（発電効率）と枚数（システム全体の発電容量）によって決まります。当然ながら設置枚数を増やして発電容量が大きくなればなるほど、発電できる電気の総量は増えます。また、屋根の面積が限られていても発電効率の高い高性能なパネルを選ぶとより多くの発電量の確保が可能です。
設置方位や屋根の角度
次に、パネルの設置方位や屋根の角度が発電効率に大きく影響します。太陽光パネルは、太陽の光を真正面から垂直に受けたときに最も多く発電します。そのため、日本では以下の設置方位と屋根の角度が太陽光パネルの発電量を最大化するのに理想的です。
- 設置方位：真南
- 屋根の角度：30度前後
もし自宅の屋根が東向きや西向きの場合、真南向きに比べて年間の発電量は落ちる可能性があります。また、北向きの屋根は日射量が極端に少なくなるため、設置は推奨されないケースがほとんどです。
季節・天候・地域
季節・天候・地域によっても以下のように日射量は変わるため、太陽光パネルの発電量は変わってきます。
| 影響する要因 | 発電量への影響・詳細 |
| 季節 | ・太陽の位置が高く日照時間が長い春から夏にかけて発電量はピークを迎える
・太陽の位置が低く日照時間も短い冬は発電量が減少する |
| 天候 | 快晴の日に比べて、曇りの日と雨の日は大幅に発電量が落ち込む |
| 地域 | ・太平洋側：年間を通じて日照時間に恵まれ、総発電量が多くなる傾向がある
・日本海側：冬場に雪や曇天が続くため、総発電量が少なくなる傾向がある |
上記の要因が組み合わさるため、太陽光パネル発電量は1日単位、1ヶ月単位で細かく変動します。
太陽光パネルの温度
太陽光パネルの温度も、発電量に大きく影響します。太陽光パネルの名称から「夏は暑ければ暑いほど発電する」と思われがちですが、実は逆です。主流のシリコン系パネルは熱に弱く、パネル本体の表面温度が上昇しすぎると発電効率が低下してしまう特性を持っています。
一般的に、パネル温度が25℃を超えると効率が下がり始め、真夏の炎天下では屋根の上のパネル表面は70℃〜80℃に達するケースもあります。そのため、日差しは強くても気温が比較的涼しく、パネルが熱くなりすぎない5月頃が年間で最も発電量が多くなるケースが多い状況です。
周辺環境で発生する影の状況
太陽光パネルは非常にデリケートで、わずかな影でも発電量が大きく低下する可能性があります。理由は、多くのシステムが複数のパネルを直列につないでいるためです。パネルの一部にでも影がかかると抵抗が生まれ、回路全体の発電効率が低下してしまいます。
近隣の建物や樹木だけでなく、自宅のテレビアンテナや電柱・電線などでも時間帯によっては影が落ちるケースがあります。午前中や午後遅い時間帯の短い影であっても発電量に影響を与えるため、パネルを設置する際は専門業者による入念な現地調査が不可欠です。
経年劣化
太陽光パネルは工業製品である以上、長期間の使用によって性能が低下していく経年劣化は避けられません。主な原因は紫外線や風雨、昼夜の温度変化に長年さらされるなどによる素材の劣化です。
多くのメーカーは、「25年後でも定格出力の80%以上を保証」などの出力保証を付けています。裏を返せば、長期間を通してある程度の緩やかな性能低下が起こることを想定しているとも考えられます。経年劣化による発電量の減少は長いスパンでの収支シミュレーションを考える上で、あらかじめ織り込んでおくべき要素です。
ライフスタイル別の最適な発電容量の目安
ライフスタイル別の最適な発電量の目安について、以下の3パターンに分けて紹介します。
- 共働き世帯（日中の電気使用量が少ない）の場合
- 在宅ワークがメイン（日中の電気使用量が多い）の場合
- オール電化住宅の場合
上記のパターンを参考に、自宅に最適な太陽光パネルの発電容量と枚数を決めましょう。
共働き世帯（日中の電気使用量が少ない）の場合
平日の日中は夫婦ともに外出しており、主に朝晩や休日に電気の使用量が増える家庭も多いでしょう。本ケースでは太陽光パネルが最も発電する平日の日中に家庭内での電気消費が少ないため、発電した電気の多くが売電に回ります。もちろん売電による収入も得られますが、売電単価は買電単価よりも安価です。
そこでおすすめしたいのが蓄電池との併用で、日中に発電して余った電力を売電せずに貯めておきます。そして、電気代の高い夕方から夜間、あるいは早朝の時間帯に蓄電池に貯めた電気を使って買う電気を減らしましょう。
上記のスタイルを目指す場合、日中の消費電力と蓄電池の充電に必要な電力量をまかなえる5kW〜7kW程度の発電容量を確保するのがおすすめです。
在宅ワークがメイン（日中の電気使用量が多い）の場合
在宅ワークの方や日中も家族が在宅されている時間が長い家庭は、太陽光発電と非常に相性が良いと言えます。太陽光パネルが活発に発電する日中にエアコンやパソコン、照明などでコンスタントに電気が消費されるためです。
発電したそばから電気を家庭内で消費できるため、電気代が最も高い時間帯に電力会社からの買電量を大幅に削減できます。本ケースでは、家庭の日中の平均的な消費電力を十分にまかなえるだけの4kW〜6kWの発電容量を確保するのがおすすめです。
オール電化住宅の場合
家庭の熱源をすべて電気でまかなうオール電化住宅は、ガス併用住宅と比較して月々の総電気使用量が非常に多いのが特徴です。そのため、近年の電気代高騰の影響を大きく受けている家庭も少なくありません。
オール電化住宅の多くは夜間の電気代が安く、日中の電気代が高い電力プランを契約しています。日中の電気代が最も高い時間帯に、太陽光パネル発電量で自家消費をまかなえるのはオール電化住宅にとって大きなメリットです。
さらに、近年では「おひさまエコキュート」のように夜間だけでなく太陽光が発電する日中にもお湯を沸かす設定が可能な給湯器も増えています。発電した電気で効率よくお湯も作れれば、自家消費率は劇的に向上します。総電気使用量が多いオール電化住宅では屋根の面積が許す限り、6kW〜10kWの大きめの発電容量を確保しましょう。
太陽光パネルの発電量を最大化するためのポイント
太陽光パネルの発電量を最大化するためのポイントとして、以下の3点があげられます。
- パネル変換効率の高い太陽光パネルを選ぶ
- 温度上昇による出力低下が少ない太陽光パネルを選ぶ
- 信頼できる施工業者に正確なシミュレーションを依頼する
上記のポイントを意識し、太陽光パネルの発電量を最大化しましょう。
パネル変換効率の高い太陽光パネルを選ぶ
発電量を最大化するための最も直接的な方法は、パネル変換効率の高い太陽光パネルを選ぶことです。パネル変換効率は、太陽光パネルに降り注いだ光のエネルギーをどれだけの割合で電気エネルギーに変換できるかを示す数値です。
例えば、同じ1㎡の面積でも変換効率18%のパネルより変換効率22%の方が多くの電気を生み出します。特に、屋根の面積が限られている場合や複雑な形状の屋根の場合、変換効率の高さが太陽光パネルの発電量を大きく左右します。
温度上昇による出力低下が少ない太陽光パネルを選ぶ
パネル変換効率の高さとあわせて注目したいのが、太陽光パネルの熱に対する強さです。太陽光パネルは熱に弱く、真夏の高温下では発電効率が低下してしまいます。日差しが強い季節にパネルが熱くなりすぎて発電量が落ちてしまうのは、非常にもったいない話です。
そこで重要になるのが、カタログなどに記載されている温度係数と呼ばれる数値です。温度係数とは、「パネルの温度が1℃上昇すると、何％出力が低下するか」を示しています。温度係数がゼロに近いほど、「熱に強く、温度があがっても発電量が低下しにくい優秀なパネル」です。
メーカーやパネルの種類によって、温度係数には差があります。日中が高温になりやすい地域に住んでいる方や夏場の発電量をしっかり確保したい方は、温度係数も比較検討しましょう。
信頼できる施工業者に正確なシミュレーションを依頼する
信頼できる施工業者に正確なシミュレーションを依頼するのも、発電量を最大化するポイントです。パネル変換効率や熱への強さ、そして設置方位や影の影響など太陽光パネルの発電量を左右する要素は非常に多く複雑に絡み合っています。
上記すべての要素を正確に分析し、自宅の環境にとって最適解を導き出すのが発電量を最大化するうえで重要なポイントです。そして、上記の作業を実行できるのは経験豊富で信頼できる施工業者だけです。
信頼できる業者は必ず現地調査を行い、専門のシミュレーションソフトを用いて分析して根拠のある発電量予測を提示してくれます。太陽光パネルの発電量を最大化するために、必ず複数の信頼できる業者に詳細なシミュレーションを依頼しましょう。
なお、施工業者に太陽光パネルの発電量シミュレーションを依頼したい場合は、「そらトク」の利用がおすすめです。そらトクは、最短30秒の簡単な入力で自身にピッタリの施工業者を見つけられる無料サービスです。
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太陽光パネルの発電量を把握して導入を検討しよう
太陽光パネルの発電量とは、システムが年間に生み出す電気の総量を示します。一般的にシステム容量1kWあたり年間1,000kWhが目安ですが、あくまで全国平均です。実際の発電量はパネル自体の性能や屋根の向き・角度、日照条件などの多様な要因によって大きく変動します。
また、家庭のライフスタイルに最適な容量を選ぶのも、経済効果を高める鍵です。導入後に後悔しないためにも、上記の要素をすべて考慮して自宅の環境にあわせた詳細なシミュレーションを専門業者に依頼しましょう。
