太陽光発電とは？仕組みを簡単にわかりやすく解説｜岡山のひだかや

太陽光発電という言葉は毎日のように見かけますが、その仕組みまで説明できる方は多くありません。専門用語の並んだ解説を読んで途中で分からなくなった経験をお持ちの方もいらっしゃると思います。この記事では太陽光発電とは何かを、できるだけ簡単な言葉でご説明します。

岡山県を拠点とするひだかやは、住宅から工場まで太陽光発電と蓄電池の設計と施工を自社で一貫して手がけています。現場でお客様から実際にいただく質問をもとにして、はじめての方がつまずきやすい部分をひとつずつほどいていきます。読み終えたころには全体の姿がつかめているはずです。

太陽光発電とは何かを簡単にご説明します

太陽の光を電気に変える設備のことです

太陽光発電とは、屋根や地面に設置したパネルで太陽の光を受け止めてその光を電気に変える設備のことです。発電所のように燃料を燃やすわけではありません。パネルに光が当たっている間だけ電気が生まれ、その電気を建物の中でそのまま使えます。光を電気に変えるという一点さえつかんでしまえば、このあとの話はすべてその応用として理解できます。

燃料がいらないところが大きな特徴です

火力発電では石炭やガスを燃やして熱をつくり、その熱で大きな発電機を回しています。太陽光発電にはこの燃焼という工程がありません。回転する部品もほとんどないため運転中はとても静かで、住宅街の屋根に載せても暮らしの邪魔になりにくい設備です。燃料費がかからないという点は、毎月の電気の使い方を考えるうえで見逃せない特徴になります。

住宅でも工場でも考え方は同じです

規模が大きくなればパネルの枚数も設置の工法も変わりますが、光を電気に変えて建物で使うという流れそのものは共通しています。ひだかやは住宅の屋根から工場の大きな屋根まで対応しており、岡山市や倉敷市の工場で数十kW規模の設備を設計してきました。事業所向けの取り組みは法人向け太陽光発電・蓄電池の販売施工メンテナンス事業のページでもご紹介しています。

光が電気に変わる仕組みを順番に見ていきましょう

パネルの中では何が起きているのでしょうか

太陽光パネルの内側には、光が当たると電気を押し出す性質を持った薄い板が並んでいます。この板に太陽の光が届くと板の内部で電気の流れが生まれます。一枚のパネルから取り出せる電気はそれほど多くありませんので、何十枚もつないで屋根いっぱいに並べることによって建物で使えるだけの量にまとめていきます。パネルが広い面積を必要とするのはこのためです。

並べたパネルは架台という金具で屋根に固定します。屋根の材質や形に合わせて固定の方法を選ぶ必要があり、ここが施工の腕の見せどころになります。雨漏りを防ぐ処理もこの工程に含まれますので、取り付けの精度は長く使ううえでとても大切です。ひだかやが自社での施工にこだわっている理由もここにあります。

直流を交流に変える装置が必要になります

パネルから出てくる電気は直流と呼ばれる形をしていて、乾電池と同じ流れ方をしています。ところが家庭のコンセントに来ている電気は交流という別の形です。そのままでは家電製品を動かせませんので、あいだに変換のための装置を挟みます。この装置はパワーコンディショナと呼ばれていて、太陽光発電にはどうしても欠かせない部品のひとつです。

パワーコンディショナは電気の形を変えるだけでなく、パネルからもっとも多くの電気を引き出せるように働きを調整しています。設備の心臓部とも言える存在で、設置する場所も設計の段階で決めていきます。屋外に置く機種と屋内に置く機種があり、建物の条件に合わせて選び分けるのが一般的です。

分電盤を通って建物じゅうに届きます

交流に変わった電気は分電盤に入り、そこから照明やエアコンへと配られていきます。建物の中で使い切れなかった分は電力会社の線のほうへ流れていきます。反対に発電が足りない夜間はこれまでどおり電力会社から電気を買うことになります。この切り替えはすべて自動で行われますので、お住まいの方が何かを操作する必要はありません。

発電した電気の使い道は大きく二つに分かれます

その場で使い切る自家消費という考え方

発電した電気をその建物の中で使ってしまう方法を自家消費といいます。買う電気の量がそのぶん減りますので、電気料金の負担を抑える方向に働きます。昼間に人がいて電気をよく使うご家庭や、日中に機械を動かす工場と相性のよい使い方です。ひだかやがご相談を受ける事業所でも、この自家消費型の設備をご提案する機会が増えています。

自家消費で大切になるのは発電する時間帯と電気を使う時間帯が重なっているかどうかです。両方が重なるほど発電した電気を無駄なく使えます。日中に人がいないご家庭では重なりが小さくなりますが、その場合でも蓄電池を加えることで使える範囲を広げられます。まずはご自宅の電気の使い方を振り返ってみてください。

余った電気を電力会社へ送る売電という方法

使い切れずに余った電気は電力会社の線へ送り出すことができ、これを売電と呼びます。昼間は留守にしているご家庭では発電した電気が余りやすく、この売電の割合が大きくなる傾向があります。どちらが向いているかは電気の使い方によって変わりますので、日中の在宅状況や機械の稼働時間を整理してから考えると判断しやすくなります。

制度の条件は年度によって変わります

売電にはFIT（固定価格買取制度）と呼ばれる仕組みが関わってきます。太陽光発電の普及が始まってから十年以上が経ち、初期に導入された設備では買取期間の終了を迎えるものも出てきました。単価や期間といった条件は年度によって変わるため、この記事では具体的な金額を示していません。最新の情報をご確認くださいとお伝えしたうえで、ご相談の際にその時点の条件をご案内しています。

発電量は天気や季節、屋根の向きによって変わります

晴れの日と曇りの日では差が出ます

太陽光発電はパネルに届く光の量で発電します。よく晴れた日の正午前後にもっとも多く発電し、曇りや雨の日はその量が落ちます。まったく発電しなくなるわけではありませんが、一日の発電量は天候に左右されます。毎日同じ量とは限らないという前提で、一年を通した合計で考えるほうが実態に近い見方になります。

季節によっても発電の量は動きます

夏は日照時間が長い一方でパネルの温度が上がると効率は下がります。春や秋は気温が穏やかで日差しも十分にあり、発電しやすい季節にあたります。冬は日が短くなるぶん発電量も控えめです。地域の気候によっても差がありますので、岡山での実際の傾向を踏まえて年間の目安をお出しするようにしています。

屋根の向きと傾きが大きく効いてきます

同じ枚数のパネルを載せても屋根の向きが違えば発電量は変わります。日本では南に向いた屋根がもっとも光を受けやすく、東や西の屋根は朝夕に寄った発電になります。屋根の傾きや周囲の建物による影も関わってきます。発電量は屋根の向きや地域、そして使い方によって大きく変わりますので、数字は現地を見たうえでご説明しています。

パネルを増やせば発電量も増えますが、屋根に載せられる枚数には限りがあります。無理に詰め込むよりも影の少ない面を選んで配置するほうが、一年を通した合計では有利になることもあります。どこにどう並べるかという配置の設計が、実際の発電量を左右する部分です。この判断こそ現地を見て行う仕事だと考えています。

蓄電池を組み合わせると使い方が広がります

昼につくった電気を夜に回せます

太陽光発電だけでは夜間に発電できません。そこで蓄電池を組み合わせると、昼につくって余った電気をためておいて夜に使えるようになります。買う電気の量をさらに減らす方向に働くため、自家消費を重視したい方に選ばれています。どの容量が合うかは電気の使い方によって変わりますので、実際の使用量を見ながら決めていきます。

停電したときの備えにもなります

蓄電池にためた電気は停電時にも使えます。冷蔵庫や照明、携帯電話の充電といった生活に直結する部分を支えられる点は、災害への備えとして安心につながります。使える機器の範囲は設置する機種や配線の方法で変わりますので、どの部屋のどのコンセントを生かすかまで含めて設計時にご相談いただくのが確実です。

太陽光発電と蓄電池がそろっていれば、停電が長く続いた場合でも昼のあいだに発電した電気をためて夜に使うという循環が生まれます。電気を切らさないという安心は数字にしにくい価値です。備えとしてどこまで求めるかによって選ぶ容量も変わりますので、ご希望をうかがったうえでご提案しています。

電気自動車と組み合わせる方法もあります

電気自動車は大きな電池を積んでいますので、V2Hという仕組みを使えば車の電池を住まいの電気として活用できます。太陽光発電と組み合わせれば、エネルギーの自給自足に近い暮らしも視野に入ってきます。すでに電気自動車をお持ちの方やこれから購入を考えている方は、設備の設計時にあわせてご検討いただくと配線の無駄が出ません。

設置に向いている建物と、確認が必要な建物があります

向いているのはこのような住まいです

南向きで日当たりのよい屋根があり、まとまった面積を取れる住まいは太陽光発電に向いています。周囲に高い建物や大きな木がなく影の落ちにくい立地であればさらに条件は整います。昼間に電気をよく使うご家庭であれば自家消費の割合も高まります。日当たりと屋根の広さが、まず見ていただきたい二つの目安になります。

事前の確認が必要になる場合もあります

屋根の材質や築年数によっては、設置の前に屋根の状態を確かめる必要があります。傷みが進んでいる場合は補修を先に行ったほうがよいこともあります。複雑な形の屋根では載せられる枚数が限られます。積雪や潮風といった土地の条件も設計に関わりますので、条件の合わない部分は正直にお伝えするようにしています。

現地調査ではこのようなことが分かります

図面や航空写真だけでは分からない情報は少なくありません。実際に伺えば影の落ち方や屋根の傷み、分電盤の位置や配線の経路まで確認できます。そのうえで載せられる枚数と設置の方法を検討していきます。費用は屋根の状態や設備によって幅がありますので、現地調査でお見積りをお出しする流れをとっています。

導入までの流れを簡単にたどってみましょう

まずは無料相談とシミュレーションから

最初の一歩は無料相談です。毎月の電気の使用量や日中の在宅状況をうかがい、どのくらいの容量が合いそうかを一緒に整理します。シミュレーションを行えば導入後の電気の使い方がイメージしやすくなります。この段階で疑問をすべて出していただくほど、あとの検討がなめらかに進みます。

現地調査を経て設計に進みます

方向性が見えてきたら現地調査に伺います。屋根の寸法や勾配、影の状況、電気設備の位置などを確認したうえで、パネルの配置とパワーコンディショナの設置場所を設計します。ひだかやには電気工事の資格を持つスタッフが多数在籍しており、設計から施工までを自社で担える体制を整えています。

設置工事を行い運転を開始します

設計が固まったら足場を組み、屋根への架台の取り付けとパネルの設置を進めます。あわせて配線工事とパワーコンディショナの接続を行い、必要な手続きを経て運転を開始します。工事の日数は規模や屋根の形によって変わります。運転開始後の使い方についても、引き渡しの際にご説明しています。

運転が始まると、発電した量や使っている量をモニターやアプリで確かめられる機種が多くあります。数字を見ていると電気の使い方そのものへの意識が変わり、暮らし方が少しずつ整っていくというお声もいただきます。見える化は太陽光発電の隠れた効果のひとつだと感じています。

設置したあとの付き合い方も知っておきましょう

長く使い続ける設備として考えます

太陽光発電の寿命は20年以上とされており、一度設置すれば長く付き合う設備になります。パネルやバッテリーの修理と交換を含む10年以上の長期保証を選べる製品もあり、25年以上の出力保証を付けた高性能なモデルも登場しています。保証の内容は製品によって異なりますので、選ぶ段階で確認しておくと安心です。

発電の力は少しずつ下がっていきます

パネルは年月とともにわずかずつ性能が落ちていきます。たとえば年間0.5％の劣化率で運用した場合、10年後には95％、20年後には約90％、25年後には約87％の発電能力を保つ計算になります。実際の下がり方は設置環境によって変わりますが、20年を過ぎても大きく使えなくなるわけではないという点は知っておいていただきたいところです。

点検を続けることで発電を保てます

設置してからも定期的な点検を行うことで、発電量の維持と事故の防止につながります。点検にかかる費用は年間5〜10万円程度が目安とされていて、設備の容量によって前後します。長く使う設備であることを考えれば、点検は無駄な出費ではありません。住宅向けの保守については住宅向け太陽光発電・蓄電池の販売施工メンテナンス事業のページもあわせてご覧ください。

よくあるご質問

Q 太陽光発電とソーラーパネルは違うものですか

A ソーラーパネルは光を電気に変える板そのものを指す言葉で、太陽光発電はその板を含めた設備全体と発電という行為を指しています。実際に電気を使うためにはパネルのほかにパワーコンディショナや配線が必要です。日常の会話ではほぼ同じ意味で使われますが、厳密には指している範囲が異なります。

Q 曇りや雨の日はまったく発電しないのですか

A まったく発電しなくなるわけではありません。雲を通した光でもパネルは働きますので、晴天時より少ない量ながら発電は続きます。ただし一日の合計では晴れた日と差が出ます。夜間は発電しませんので、その時間帯は電力会社から購入した電気か、蓄電池にためた電気を使うことになります。

Q どのくらい電気代が減るのか教えてもらえますか

A 削減の幅は屋根の向きや地域、電気の使い方によって大きく変わりますので、一律の数字をお示しすることはできません。無料のシミュレーションでは、実際の使用量をもとにした目安をご確認いただけます。日中の在宅状況や設置できる容量が分かるほど、精度の高いご説明ができるようになります。

Q 売電の条件はどこで確認すればよいですか

A 売電に関わる制度は年度によって条件が変わるため、検討している時期の最新の情報をご確認いただく必要があります。ひだかやにご相談いただければ、その時点で適用される条件を整理してご案内します。制度の内容だけで判断せず、自家消費と組み合わせた使い方まで含めて考えることをおすすめします。

Q 相談や現地調査だけをお願いすることもできますか

A もちろん可能です。無料相談は情報収集の段階からご利用いただけますし、現地調査で分かった内容をお伝えしたうえで見送るという判断も歓迎しています。条件が合わない場合はその理由も含めてご説明します。会社の考え方については私たちについてのページもご覧ください。

太陽光発電とは何かのまとめ

仕組みをつかめば判断しやすくなります

ここまでの内容を短くまとめます。太陽光発電はパネルで光を電気に変え、パワーコンディショナで家庭用の電気に直して建物で使う設備です。使い切れない分は電力会社へ送り出せます。発電量は天気や季節、屋根の向きによって変わり、蓄電池を組み合わせれば夜間や停電時にも使えるようになります。

次の一歩は無料相談と現地調査です

実際に自分の家や事業所に向いているかどうかは、屋根の状態と電気の使い方を見なければ判断できません。次のステップは無料相談と現地調査です。ひだかやは岡山を拠点に設計から施工、その後の保守までを自社で手がけています。仕組みの説明からじっくりお聞きになりたい方も、どうぞお気軽にお声がけください。

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