太陽光発電とは？

太陽光発電システムとは？

太陽光発電とは？

1年間に地球にふりそそぐ太陽のエネルギーは、石炭に換算して約90兆トン分もあるといわれています。これは世界のエネルギー消費量の約3万倍分です。
太陽光発電は、シリコン半導体などに光が当たると電気が発生する現象を利用し、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する方法です。日本における導入量、近年着実に伸びており、2016年度末累計で約4,200万kWに達しています。

太陽光発電とは、太陽の光を太陽光パネル（ソーラーパネル）で発電する発電方式です。太陽光パネルはシリコンなどの半導体で作られており、この半導体に光が当たり電気を作ります。太陽光パネルで作られた電気は直流ですのでパワーコンディショナー（PCS）で交流にして一般用電源として使われます。

・太陽電池パネル（別名：ソーラーパネル、モジュール）を利用し、太陽のエネルギーを直接電力に変換する発電方式です。

・太陽光パネルはシリコンなどの半導体で作られており、この半導体に光が当たり電気を作ります。

・一般住宅にも設置可能で、官民一体となって推進されてきたため一般住宅も増加しています。

・再生可能エネルギーとして、風力発電や水力発電と同じく、環境に良いと位置付けられています。

・自家発電することにより、毎日の電気料金を節電できることや、発電した電力を電力会社に買い取ってもらえます（売電）。
・設備投資には、国と地方自治体に申請すれば、普及促進のための補助金制度を利用できます。

太陽光発電の家庭内の電力の流れ

・太陽光電池パネルでつくられた電機は直流電力のため、「パワーコンデイショナー（PCS)」と呼ばれる装置で交流電力に変換して一般用電源として使われます。

・分電盤で電力を各コンセントに送ります。

・太陽光発電からの電力とコンセントからの電力を蓄電池に蓄えます。

太陽光発電の電気事業法における低圧とは？

太陽電池発電設備の出力は、原則として太陽電池モジュールの合計出力で判断します。
ただし、太陽電池モジュールとパワーコンディショナーの間に電気を消費又は貯蔵する機器（蓄電池等）を接続しない場合は、パワーコンディショナーの出力で判断しても良いこととなっています。

「低圧（小規模発電）」とは、「出力が50KW未満」の太陽光発電のことです。電気事業法においては、「一般用電気工作物」と定義されています。また、「交流電圧で600V以下」および「直流電圧で750V以下」という条件も、電気事業法によって定められています。

「高圧（大規模発電）」とは、「出力50kW以上2000K未満」の太陽光発電のことです。電気事業法上では「自家用電気工作物」と定義されています。「交流電圧で600Vを超える」および「直流電圧で750Vを超える」という条件も、電気事業法によって定められています。

2,000kW以上の設備を「特別高圧」と呼び、売電単価にも差が出ます。

「低圧」に比べて「高圧」の場合は義務やしばりなどの条件が多い

「高圧」の場合には発電所（自家用電気工作物）と位置づけされ、経済産業省令で定められる技術基準に適合させ、安全に維持・管理する義務が発生します。電気事業法上に則り以下の義務が発生します。

• 経済産業省令で定める技術基準に適合するように電気工作物を維持する義務。（法第39条）
• 電気工作物の工事、維持及び運用に関する保安を確保するため、保安規程を定めて届け出る義務。（法第42条）
• 電気工作物の工事、維持及び運用に関する保安の監督をさせるために、電気主任技術者を選任して届け出る義務。（法第43条）

経済産業大臣又は産業保安監督部長の承認を得て、自家用電気工作物に関する保安管理業務を外部に委託することもできます。

• 使用の開始前に技術基準に適合することを自ら確認し、その結果を届け出る義務。（法第51条の2）

参照：太陽電池発電設備を設置する場合の手続き｜経済産業省

経済産業省令で定められる技術基準に適合させ、安全に維持・管理する義務が発生します。また、電力会社へ毎月基本料金を払う、管轄消防署等へ保安規定を届け出なければならないなど、「低圧」と比較すると縛りも大きいのが特徴です。

また、キュービクル（変圧器）の設置が必須であったり、電気主任技術者を選任し届け出なければならなかったりといった決まりがたくさんあります。設置時には維持及び運用に関しては第一種電気工事を選定する必要があります。特別高圧の場合は1施設に1人必要になる為、設置やメンテナンス費用、さらには年間契約費などのランニングコストが発生します。

「低圧」の場合、電気主任技術者の選任も必要ありません。「高圧」よりも手軽に参入できることが何よりの魅力といえるでしょう。

「高圧」のように規模を大きくするには面積が必要となりますし、資金確保も重要なポイントです。また、手続きの煩雑さ、電気主任技術者や電力会社に支払う費用が発生することなどがデメリットとして挙げられます。「低圧」と比べると効率よく稼げるものの、ランニングコストも考えて運営しなければならず、そうすると中途半端な発電設備だと損をしてしまうため、必然的に大きな設備が必要となります。このようなわずらわしさを避けるために、以前は「低圧分割」と呼ばれる「低圧」装置を複数設置する人もいましたが、これは2014年4月より禁止されています。

低圧分割とは、単純に説明すると50kW未満の設備を複数設置することを指します。例えば、トータル100kWの発電設備が設置できる土地に、45kWの「低圧」設備を2つ構えるといった方法です。

「高圧」設備には先述したようにランニングコストが掛かるため、100～200kWなどの設備になると費用が売電収益を上回るリスクも考えられます。そのため、こういった低圧分割が一時期行われていたのです。
禁止対象となっているのは、

• 同一の申請者からの同時期、または近接した時期に複数の同一種類の発電設備の申請
• 複数の申請に係る土地が相互に近接し、実質的に一つの場所と認められるもの

ローン審査の関係で広いスペースが使用できない場合には、「低圧」設備を設けるか、土地付き太陽光投資を検討してみるというのも、ひとつの手でしょう。

売電制度は出力に応じて制度が変わる

太陽光発電の仕組みを知る上で欠かせないポイントといえば、固定買取価格制度についてです。

固定買取価格制度は、出力に応じて電力の買取期間と売電単価が異なります。

出力10kW未満の「住宅用太陽光発電」は、10年間の固定買取期間のもと余剰買取が適用されます。
そして出力10kW以上の「産業用太陽光発電」は、20年間の固定買取期間のもと余剰買取が適用されます。

売電単価は毎年改定される

売電単価は毎年改定されるので、太陽光発電の設置を申請する年によって適用される価格が変わります。
2020年度の売電単価はこちらです。

当初に比べ、建設導入コストが安くなっているので、以前よりも導入しやすくなっている点は注目です。

たとえば固定買取価格制度の前身となる制度が始まった2009年の設置費用は、なんと1kWあたり60万円/kW前後でした。

一般住宅は4～8kW程度の出力の太陽光パネルを設置しますので、2009年度と比べて124万円～248万円前後は導入コストを抑えられるようになりました。

もちろん販売店による価格差も大きく、A社とB社とで住宅用太陽光発電の導入に100万円以上差がつくケースもあります。

売電単価の推移

太陽光発電の導入コストが安くなっている一方、売電単価は減少傾向です。
固定買取価格制度がスタートした2012年の固定買取価格と、2019年の固定買取価格を以下にご紹介します。

	2012年	2020年
10kW未満	・ダブル発電34円 ・ダブル発電なし42円	・21円
10kW以上	40円（税抜き）	13円（税抜き）

売電収入は少なくなりつつあるものの、一方で太陽光発電の設置費用も低下しているため、結果的な設置費用の回収年数は大きくは変わりません。

また、近年では自家消費型太陽光発電やZEH住宅が普及しており、太陽光発電を売電目的とした投資商材ではなく、省エネルギー化という太陽光発電システムの本来のあり方に注目が集まっています。

太陽光発電の導入件数が毎年増えている

太陽光発電は補助金やFITなどの国の後押し、2011年の東日本大震災、近年の異常気象などによる防災・減災意識の向上もあり、太陽光発電は増加し続けました。

売電価格は下がっているものの、購入価格の低下や電気代の高騰、エネルギーの自給自足や防災という点においても、今からでも太陽光発電を導入しても遅くないでしょう。

蓄電池と組み合わせに注目

FITが始まり10年経過したいわゆる卒FITユーザにとっては、発電した電力は売電するよりも自宅で消費したほうが経済的です。

蓄電池があれば、太陽光発電で発電した電力を貯めて、太陽光発電の電力でまかなえられない時間帯に放電して自家消費することができます。

経済性の他、数多くの自然災害をきっかけに防災への意識が高まり、卒FITユーザーを中心に蓄電池への注目が高まっています。

自治体による補助金制度

2020年時点において、国が定めた太陽光発電単体に対する補助金制度はありません。
しかし、自治体独自の補助金制度を設けている場合があります。

詳しくは各地方自治体にお問合せください。

太陽光発電導入のメリット

• 家庭用でも産業用でも売電が可能
• 電気料金の支出を大幅にカットできる
• 電力需要時間の電力削減に効果がある
• 停電時の非常用電源としても活躍できる
• 温室効果ガス（二酸化炭素）を排出しない
• 国や地方自治体から補助金をもらうことができる
• 使用されている部品や機器などのリサイクルが可能
• 石油燃料を使わないため有害な廃棄物などが発生しない
• 設置導入に必要な条件が少なく、設置可能な面積・場所が多い
• 動く機械のような設備ではないため、故障率が低く、メンテナンスも簡単
• メガソーラーの場合は、これまで使われていなかった遊休地を有効活用できる
• 補助金対象になるための条件として、メーカーの保証（各メーカーにより異なる）が付いている
• オプションとして、自然災害時の保証・停電時の保証・保証期間の延長など、充実したサービスがある
• 固定買価格制度の終了後も活用できる。
• 自家消費型に切り替えて節電効果を伸ばすことが可能。

太陽光発電の電力としての強み、メリット

太陽光発電　環境問題　クリーンなエネルギー

太陽光発電は効率面ではまだまだ発展途上であり、コスト面でも優れている発電方式とは言い難いとされていて、住宅で使用するにも蓄電施設が必要であったりしますが、クリーンなエネルギーという観点では非常にハイレベルなものがあります。

世界全体で石油や石炭などの化石燃料や、車などによる二酸化炭素の排出が原因による温暖化が叫ばれています。それによって、異常気象や砂漠化が起きていて、地球が滅亡するという科学者の意見まであります。

太陽光発電に関して言えば、二酸化炭素を排出しないため、地球全体に対してとてもクリーンでエコです。石油や石炭などの燃料を使用しないため、排気ガスやCO2、燃えかす、使用済み燃料の処理なども発生しません。発電する時に廃棄物や排水、排気が発生しないため、海洋汚染も発生しません。

地球温暖化は人類に共通して差し迫っている脅威です。この地球温暖化を止めるために、エネルギーを作るときに火力発電に比べて二酸化炭素の排出が少ない太陽光発電システムは、大きな役割を担っていると言っても過言ではありません。

また、化石燃料に依存した現在の社会システムから、再生可能エネルギーを最大限活用した社会システムに変化することによって、エネルギーが枯渇する心配がなくなります。将来的に、世界中でエネルギーをめぐる争いが起きなくなり、ひいては地球環境を守ることに繋がるという期待もされています。

枯渇しない自然エネルギーを利用

太陽光発電における最大のメリットは、エネルギー源となる太陽エネルギーが無尽蔵で、“太陽が存在している限り、資源が枯渇する心配がない”という半永久的なエネルギーである点です。

かつクリーンだということです。発電時に二酸化炭素も硫黄酸化物も発生させませんので、大気汚染の心配もありません。

しかも、太陽光が最も照りつける昼間こそ、電力の需要もピークになるため、出力ピークと需要ピークが重なって、消費電力を削減できる可能性があります。

いずれ石油を始めとした化石燃料は枯渇してしまうと言われています。ですので、太陽光発電へのシフトに官民一体となって努力すべきではないでしょうか。

自然を相手にして得るエネルギーをは安定していないので、電気の基本である安定供給は難しいのかもしれません。それでもエコなエネルギーを推進していくためには、国を挙げて取り組んでいく必要があるのではないかと思われます。

太陽光発電は、再生可能エネルギーとしては最もバランスの取れたエネルギーだと思います。

「原子力発電所」より安全

日本が東日本大震災で目の当たりにしたのは、津波の脅威だけではありませんでした。目に見えない放射能の恐ろしさや、廃炉の難しさなど、「原子力発電所」に対する不安が大きくなりました。事故が起これば農作物や漁業、地域に甚大な影響を与えてしまう原子力発電所は、地球温暖化よりも直接的な環境被害を及ぼしてしまう可能性があります。

世界全体で石油や石炭などの化石燃料や、車などによる二酸化炭素の排出が原因による温暖化が叫ばれています。それによって、異常気象や砂漠化が起きていて、地球が滅亡するという科学者の意見まであります。

太陽光発電に関して言えば、二酸化炭素を排出しないため、地球全体に対してとてもエコです。さらに石油や石炭などの燃料を使用しないため、有害物などの物質が発生しないというメリットまであります。

太陽光発電　小型のものを複数個設置できる

また、原子力発電や水力発電などと比べ、小型のものを複数個設置できることも太陽光発電の強みだと思います。駅のホームやスーパーの屋根などに太陽光発電のパネルを設置している例がありますが、あれを他の発電方式に置き換えるのはかなり難しいことでしょう。

また、小規模でかつ分散して設置することによって、家庭でもオフィスでも利用が可能であること。そして、発電する時に廃棄物や排水、排気が発生しないため、環境汚染も発生しません。

個別に発電できるということは、災害時の停電にも強いということに繋がります。

太陽光発電　災害時にも強い

個別に発電できるという強みは、災害時の停電にも強いということが挙げられます。東日本大震災の際のような大規模停電も、太陽光発電と蓄電設備があれば停電の影響はかなり小さかったでしょう。設置したい場所に気軽に設置できるため、災害時の非常用電源にもなります。

日本が東日本大震災で目の当たりにしたのは、津波の脅威だけではありませんでした。目に見えない放射能の恐ろしさや、廃炉の難しさなど、安全神話とまでいわれた「原子力発電所」に対する不安が大きくなりました。事故が起これば農作物や漁業、地域に甚大な影響を与えてしまう原子力発電所は、地球温暖化よりも直接的な環境被害を及ぼしてしまう可能性があります。

太陽光発電による副収入、経済的メリット

オール電化による太陽光発電は、電気代のみでガス代はかからないのでさらにお得です。光熱費は家計の中でも大きな割合を占めるもので必要不可欠なものです。

前向きに検討されるべきエネルギーだと経済的な面では売電による副収入ができることです。最初に太陽光発電を設置するのにある程度の費用がかかっているので、元を取るためには数年はかかるとは思いますが、その後は売電で確実に副収入を得られるのでメリットが大きいです。

また、太陽光が最も照りつける昼間こそ、電力の需要もピークになるため、出力ピークと需要ピークが重なって、消費電力を削減できる可能性があります。

火力発電で用いられるエンジンやタービンといった稼働部分がないためメンテナンスが容易であることも利点です。

太陽光発電　土地の有効活用

耕作放棄地などの今は利用していない土地の有効的に活用できる点にもあると思います。それに、各家庭の屋根にも太陽光パネルを付ければ、その家で使う電気を自家発電で賄えます。

太陽光発電　無尽蔵なエネルギーを確保

太陽光発電における最大のメリットは、エネルギー源となる太陽エネルギーが無尽蔵で、かつクリーンだということです。発電時に二酸化炭素も硫黄酸化物も発生させませんので、大気汚染の心配もありません。

しかも、太陽光が最も照りつける昼間こそ、電力の需要もピークになるため、出力ピークと需要ピークが重なって、消費電力を削減できる可能性があります。

太陽光発電は、再生可能エネルギーとしては最もバランスの取れたエネルギーだと思います。

電力としての太陽光発電の弱み

日照不足による発電能力の低下

自然を相手にしている弱みとしては、日照不足による発電能力の低下があります。夜間や雨降りの際は発電できません。ただ、これは蓄電池に溜めておけば解決できる問題です。蓄電池の開発改良により、今後の日本にとって、最も頼れる発電方になるのではと期待されています。

自然を相手にして得るエネルギーをは安定していないので、電気の基本である安定供給は難しいかもしれません。それでもエコなエネルギーを推進していくためには、国を挙げて取り組んでいく必要があると思います。

初期の設置に大変な費用を要する

導入時の問題は、初期の設置に大変な費用を要することですが、それは原発や地熱発電・水力発電などといった他の方法でも同様ですので、それほど大きなデメリットとは思えません。

太陽電池パネルのエネルギー変換効率は、入射した太陽エネルギーの十数パーセントとなっています。こちらもまだまだ効率改善の余地があり、未来へ向かって進歩発展の余地が大いに期待できます。設置スペースも心配するほど広大な面積は必要としないようです。

定期的なメンテナンスの必要性

これは、どの発電方法にもいえますが、太陽光発電所が陽当たりのいい自然のなかにあるため、メンテナンスが重要です。草が繁ってパネルが影になったり、電気系統に巻き付いてトラブルを起こしたり、鳥が糞を落としたところがショートしたり、台風や強風などでパネルや架台に損傷が出たり、パネルがひどく汚れたりします。継続的安定的売電を確保するためには、発電効率が下がる前に、定期的なメンテナンスが必要となります。

 

太陽光発電導入のデメリットは？

太陽光発電　導入費用

設置導入にかかる費用です。小規模のものでも数十万円、一般的な規模のものになると百万円～数百万円の費用が必要となります。更に事業用のメガソーラークラスになると、数千万～億単位の費用がかかります。

初期の設置に大変な費用を要することかと思いますが、それは原発や地熱発電・水力発電などといった他の方法でも同様ですので、それほど大きなデメリットとは思えません。

太陽光発電　日照不足、雑草などによる発電力の低下

日照不足による発電能力の低下があげられます。太陽光という自然現象頼りな為、重要なことは、いかに既存設備の効率を下げないかということに尽きます。草刈り、パネル・機器の保全管理は、オーナーの責任でもあります

パネルに影をつくったり、機器の故障を招く雑草を刈ることはとても重要となります。

低圧の場合、単独で業者に依頼するとコスト高になってしまいます。

 

草刈り隊への登録により、よりコストパフォーマンスが高い専門業者をマッチングさせていただきます。

投資回収の保証はない

100％の投資回収を保証していない。100％の回収を見込む場合、最短でも10年期間は運用する必要がある。売電単価が当初に比べ、下がってきている。ただ、建設費や材料費のコストも下がっているので、信頼できる業者を選定する必要がある。

近隣住民とのトラブルが発生する場合がある

太陽光パネルの反射などで周辺住宅に反射光が発生する可能性がある。また、草刈りをせず放っておくと、景観や防犯面、蜂の巣などの被害も発生しやすくなる。

建設時の近隣へのコンセンサスはもちろん、定期的なメンテナンスを行い、維持管理する必要があります。

太陽光発電システムを製造するメーカーは、地球環境に配慮した優良メーカーも存在していますが、反対に利益優先・コスト重視で環境に配慮しないメーカーも存在しています。中にはソーラーパネルの製造過程で出た有害物質を河川に流し、住民とトラブルになるケースもあるなど、問題視されています。

太陽光発電の設置は近隣住民の理解を得た上で行うのが前提ですが、中には反対を押し切って強引に設置してしまう業者もいるようです。

太陽光発電「高圧」の導入について

大規模メガソーラーは、太陽光と、ある程度の面積があれば発電できる為、将来にわたり継続的に発電できる数少ない方法です。ただ、建設するコストが非常に高いことと、設置するのに広い面積の確保が必要で、日本の環境ではなかなか実施が難しい発電方式でもあります。

そこを解決するには、やはり規模の拡大による太陽光パネル自体のコストダウンと、普通の平地以外への設置が重要です。

近年では、ゴルフ場跡地、休耕地、震災後の未就農地域など、様々な土地が活用されています。

また、ビルの壁を太陽光パネル化することを義務化すれば、建設時には多少コスト増にはなりますが、パネル1枚が安くなり、補助金を出すのと合わせることにより、大きな負担にならず設置が進むことも考えられます。

また、日本では海に囲まれ、広大な領海がありますので、そこに浮きプラットフォームで太陽光パネルを設置すれば広い面積が確保できます。送電にはケーブル等を使えば本土のすぐ近くで発電することが可能ですので、初期の建設コストには目をつぶり、あくまで両案効果によるコストダウンを狙って設置拡大していけば、充分検討できる発電方式になると思います。

地球温暖化は人類に共通して差し迫っている脅威です。この地球温暖化を止めるために、エネルギーを作るときに火力発電に比べて二酸化炭素の排出が少ない太陽光発電システムは、大きな役割を担っていると言っても過言ではありません。

再生可能エネルギーを最大限活用した社会システムに変化することにより、エネルギーが枯渇する心配がなくなります。産油国がらみの戦争が絶えないですが、将来は、エネルギーをめぐる争いが起きなくなり、ひいては地球環境を守ることに繋がるということへの貢献も期待されています。

まとめ～太陽光発電の基本的なメリット～

太陽光発電の基本的なメリットは従来と変わっていません。

①電気代を削減できる
②売電収入を得られる
③非常用電源として活躍できる

売電収入については、売電単価が下がってきていますが、近年電気代が高騰傾向にあることや日々起こりうる停電、大災害時の非常用電源として太陽光発電ニーズは高まっています。
また、太陽光発電があらゆる所に普及していることから、ライフスタイルの一環として太陽光発電を導入される方も多いです。

太陽光発電は正しく設置すれば投資額以上のメリットを生み出してくれることでしょう。ただし、購入費用が適正価格よりもずっと高かったり、設置したメーカーが適切でなかった、設置後のアフターフォローが十分でなかった等、設置後の不満やトラブルの声も少なくありません。そのようなリスクを回避するためには、信頼できる業者を選ぶことが大切です。

太陽光発電システムは環境に良い面もあるし、悪い面もあるということなのかもしれません。どの意見を信じるかは、その人の考え方や立場によって異なるとおもいます。ただ、ひとつ言えることは、石油や石炭などの化石燃料はいつか無くなりますし、地球温暖化は確実に進んでいるという点でしょう。

固定価格買い取り制度（Feed-in Tariff, FIT, Feed-in Law, FiL）とは

エネルギーの買い取り価格を法律で定める方式の助成制度である。 FIT（Feed-in Tariff）と略称されることが多い

地球温暖化への対策やエネルギー源の確保、環境汚染への対処などの一環として、主に再生可能エネルギー（もしくは、日本における新エネルギー）の普及拡大と価格低減の目的で用いられる。
設備導入時に一定期間の助成水準が法的に保証されるほか、生産コストの変化や技術の発達段階に応じて助成水準を柔軟に調節できる制度である。
適切に運用した場合は費用当たりの普及促進効果が最も高くなるとされる。

世界50カ国以上で用いられ、再生可能エネルギーの助成政策としては一般的な手法となっている。
その一方、買い取り価格の設定次第で過大な設置や利用家庭の負担が増大する危険性がある。

太陽光発電の保守点検に対応する資格制度とは

「PV施工技術者制度」は、太陽光発電協会（JPEA）により、2012年11月にを創設された。
JPEAが認定する「PV施工技術者制度」は、施工者の基礎的な知識や技術の習得を目的として、一般住宅への太陽光発電システム設置の際に必要とされる知識レベルを決めたものです。

2016年10月16日に実施した第6回認定試験を以って「PV施工技術者制度」を最終とし、新たに「PVマスター施工技術者」と「PVマスター保守点検技術者」の二つの制度を新設した。

この内の「PVマスター保守点検技術者」については、2016年12月28日に制定された「太陽光発電システム保守点検ガイドライン」において義務づけられた、太陽光発電設備の保守点検に必要な知識、技術の習得をJPEAが認定するものである

前述の再生可能エネルギー特別措置法による買取制度開始時は1kWhあたり税抜40円という破格の値段であった。
以降は買い取り価格は見直され続けて2020年時点で新規の買い取り価格は入札による価格決定分も含め10円台前半にまで下げられたが、20年固定価格なので初期参入した企業ほど莫大な長期利益を得ることになった。

太陽光発電の普及が進んで電気料金が高騰する事態も危惧されていたが、実際は本格的な値上げに至る前に、電力会社各社によって再生エネルギー買い取り拒否が生じ、制度自体が見直されることとなった。