太陽光発電の発電量で後悔したくない人が知るべきポイント解説！

「太陽光発電って導入後に発電量を確保できるのかな？」「最近、発電量が思ったほど多くないけど何が原因なんだろう？対策はあるの？」といった疑問を持っている人がいるのではないでしょうか？

太陽光発電の導入で後悔する原因の一つに、発電量についての理解不足が挙げられます。そのため発電量について基本的なことから学び、適切な導入をすることがポイントです。

今回の記事では、太陽光発電の発電量についての基礎知識や発電量が下がる原因、導入後に下がった場合の対策などを分かりやすく解説します。本記事を読むことで太陽光発電の導入や発電量で後悔することなく、節電効果を上げられる可能性があります。ぜひ参考にしてみてください。

覚えておきたい太陽光発電の発電量の基本

太陽光発電を導入して発電量で後悔しないためには、以下の基本知識を事前に知っておくことが大切です。

• 太陽光発電は発電量がカギ
• 発電量を理解する上で覚えておきたい単位
• 太陽光発電の発電量に重要な2つの変換効率
• 太陽光発電の発電量を左右する4つのパネル素材
• 太陽光発電の発電量に大きく関わる2つの外的要因

それぞれ解説します。

太陽光発電は発電量がカギ

太陽光発電の導入で後悔しないためのポイントは「発電量をどれだけ確保できるか」です。発電量が確保できれば、電気代の節約効果や売電量がアップして導入費用の回収時期が早くなります。

また災害や停電時の電気が使えない状況では、少しでも多くの発電量があれば安心して電気を使えるようになるでしょう。このように太陽光発電の導入では発電量の確保がカギになります。

しかし太陽光発電を導入して「思ったほどの発電量が確保できなかった」と後悔する人の意見が見受けられます。後悔する原因の多くは、太陽光発電の発電量が「設置する環境やパネルの種類などによって大きく左右される」といった事実に対する理解不足です。

このような発電量の事実を事前に知っておくことで、導入後に「こんなはずじゃなかった」という後悔を減らすことができるでしょう。また導入後に発電量が下がった際でも、適切な対策をすることで発電量を確保できる可能性があります。

発電量の重要さと後悔する原因を知って頂いたところで、次は基本について学んでいきましょう。

発電量を理解する上で覚えておきたい単位

発電量を把握する上で覚えておきたいのは以下の単位です。

• kW（キロワット）
• kWh（キロワットアワー）

それぞれ解説します。

kW（キロワット）

kWとは「1kW＝1,000W」で表される電力の単位です。太陽光発電においては、太陽光パネルが発電できる瞬間の電力のことを指します。kWが大きいほど「発電能力が高い」ということになります。

太陽光パネルのカタログなどに記載されている「最大出力〇〇W」というのは、1枚あたりの最大出力です。太陽光発電では複数のパネルを設置することが多いため、合計の出力としてkWという単位を用いています。

例えば最大出力400Wの太陽光パネルを10枚設置する場合は、合計で4kWの出力になります。また出力は「システム容量」と表記されることもあります。

kWh（キロワットアワー）

kWhとは、太陽光パネルの1時間あたりの発電量を表す電力の単位です。例えば太陽光発電の出力が合計4kWであれば、1時間に発電できる電力は4kWhということになります。kW同様にkWhが多いほど発電能力が高いといえます。

ただしkWはあくまで最大値であり、天候や日射量など複数の要因によって変化します。そのため一概に4kWの太陽光パネルを導入していたとしても、1時間あたりの発電量が4kWhになるとは限りません。

なお、太陽光発電のモニターには以下の場合にも実際に発電した電力として「〇〇kWh」と表示されます。そのほか自宅で使用した電力量や売電量にも、kWhという単位が使用されています。

太陽光発電の発電量に重要な2つの変換効率

太陽発電の発電量を決める重要な要素の一つに「変換効率」があります。変換効率は太陽パネルが吸収した太陽光エネルギーを「どれだけ電気に変換できたのか」という割合です。一般的に変換効率が19〜20％ほどあれば、変換効率の高い太陽光パネルの部類に入ります。

変換効率が高いほど電気を多く変換できるため、発電量の増加につながります。そんな変換効率には以下の2つの種類があります。

• セル変換効率
• モジュール変換効率

それぞれ解説します。

セル変換効率

セル変換効率とは、太陽光パネルを構成するセル（太陽電池）の1枚あたりの変換効率を表す数値です。太陽光パネルはセルと呼ばれる太陽電池を複数つなげて作られているため、セル変換効率が高いほど発電量も多くなります。セル変換効率は以下の計算式で求められます。

「セル変換効率＝出力電気エネルギー÷太陽光エネルギー×100」

ただしセル変換効率は、電気抵抗の影響を受けないことから高めの数値が出る傾向にあります。このような性質を悪用して、セル変換効率だけをアピールする業者がいるため注意しましょう。

モジュール変換効率

モジュール変換効率とは、太陽光パネル（太陽光モジュール）1平方メートルあたりの変換効率を表す数値です。モジュール変換効率は以下の計算式で求められます。

「モジュール変換効率＝（モジュールの公称最大出力（W）×100）÷（モジュールの面積（m2）×1,000（W/m2））」

基本的に計算式の違いからモジュール変換効率のほうが、セル変換効率よりも少ない数値になります。また太陽光パネルの変換効率は、一般的にモジュール変換効率のことを指していることを覚えておくと良いでしょう。

太陽光発電の発電量を左右する4つのパネル素材

太陽光発電の発電量を左右する要素の一つに、以下の4つのパネル素材があります。

• 単結晶シリコン
• 多結晶シリコン
• 化合物系
• 薄膜シリコン

それぞれ解説します。

単結晶シリコン

単結晶シリコンとは、一つの結晶でセルが構成されている素材です。紹介する4つの素材のなかでは変換効率が20％前後と一番高く、設置する太陽光パネルの数が少なかったり面積が狭かったりしても効率よく発電してくれます。また単結晶シリコンは均一なので見た目の美しさにも期待できます。

一方で単結晶シリコンは変換効率が高いだけに製造コストも上がるため、価格が高くなってしまうことは理解しておきましょう。ただし導入費用は補助金を活用すれば抑えることができます。太陽光パネルを設置する面積が少ない屋根や発電量を第一に考えるのであれば、単結晶シリコンの太陽光パネルがおすすめです。

多結晶シリコン

多結晶シリコンとは、単結晶シリコンの製造時に発生した端材などのシリコン結晶を集めて作られた素材です。変換効率は約15％前後と単結晶シリコンよりは低くなっています。一方で単結晶シリコンの端材などを再利用して製造しているため、製造コストが安く価格が抑えられています。

価格の安さから遊休地や工場の屋根など広い面積への設置に適しています。また予算を抑えながらも、ある程度の発電量を確保しつつ太陽光発電を行いたいのであれば検討する余地はあるでしょう。

化合物系

化合物系（CIS系）とは、「銅、インジウム、カリウム、セレン」などの原料を用いて作られている素材です。変換効率は約14％前後となっています。欠陥が少なく安定性に優れており、大型化することも可能です。そのため半導体レーザーや高速電子デバイスなどの材料製造でも活躍しています。

現状では多結晶シリコンと同等レベルの変換効率ですが、研究段階の「Ⅲ-V族系」と呼ばれる種類はシリコン系よりも変換効率が高くなるかもしれません。将来的には変換効率が50％近くまで上がる可能性があるとされています。

※参照：NEND

薄膜シリコン

薄膜シリコンとは、その名のとおり薄いシリコン膜を用いた素材です。大きな特徴は薄さと価格の安さです。薄さはシリコン系の100分の1ほどしかなく、従来の太陽光パネルよりも軽量かつ価格を抑えられるため大量生産に向いています。

また現状では変換効率が10％前後と紹介した素材のなかでは低めです。ただし他の素材よりも薄いことで壁などにも取り付けられるため、多目的に使えることが強みといえるでしょう。

太陽光発電の発電量に大きく関わる2つの外的要因

太陽光発電の発電量はパネルの素材や変換効率以外に、以下の2つの外的要因も関わっています。

• 日射量
• 日照時間

それぞれ解説します。

日射量

日射量とは、太陽から放射されたエネルギーの総量を表す数値です。日射量の単位は主に「kW/m2（キロワット毎平方メートル）」で表されます。日射量は天候に大きく左右されるため、以下のように季節や時間帯によって変化します。

日射量の目安	季節・天候・時間
0.9以上	春～夏ごろ、雲のない透きとおった晴天下、12時ごろ
0.8～0.9	・春～夏ごろ、薄い雲で覆われた晴れ、12時ごろ・冬ごろ、晴れ、12時ごろ
0.7～0.8	春夏秋冬、雲が多めの晴れ、12時ごろ
0.5～0.7	春夏秋冬、雲が多めの晴れまたは曇り、12時ごろ
0.2～0.5	春夏秋冬、曇り、12時ごろ
0.1～0.2	春夏秋冬、曇りまたは雨天
0.1未満	春夏秋冬、雨天

※参照：九州電力

また日射量は、地域によっても毎年のように変化しています。日本気象協会によれば、2020年と2021年の全国の日射量を比較した結果、以下のように変化していることが分かりました。

• 2020年度は北日本から東日本にかけて日射量が「やや多い」だったのが、2021年には「多い」に変化した
• 西日本の広い範囲では2020年の「やや少ない」から「前年並」に変化した

※参照：日本気象協会

また太陽光パネルを設置する角度や方角などでも変化します。このように日射量は「季節、天候、時間帯、地域、角度、方角」など、さまざまな要因によって変化しています。そのため設置する地域や環境などを考慮して、最適な太陽光パネルを選定する必要があるでしょう。

日照時間

日照時間とは、太陽光が直接地表を照射している時間です。日照時間は「直達日射量（直接地面に太陽光が照射している量）0.12kW/㎡以上」のときに測定されるものと定義されています。

日照時間も日射量のように季節や天候、地域などによって異なります。以下は「ねとらぼ」による2021年度の日照時間が多い順にランキングしたものです。

順位	都道府県	日照時間（時間）
1位	山梨県	2319.5
2位	静岡県	2304.4
3位	茨城県	2263.1
4位	埼玉県	2245.3
5位	群馬県	2218
6位	神奈川県	2215.8
7位	高知県	2211.4
8位	徳島県	2189.2
9位	大阪府	2179.8
10位	兵庫県	2178.6

※参照：ねとらぼ

太陽光発電の発電量は日照時間が長いほど多くなります。設置する地域の日照時間を事前に把握しておけば、発電量がどれくらいになるのかが予測しやすいでしょう。太陽光発電は解説してきた日射量や日照時間も考慮しつつ、発電量が最適になるように導入することがポイントです。

太陽光発電の発電量の計算方法

太陽光発電の発電量は以下の期間で計算できます。

• 年間発電量
• 1日の発電量

それぞれ解説します。

年間発電量

年間発電量とは、太陽光発電を導入して1年間で予想される発電量のことです。年間発電量を求めるには以下の計算式を使用します。

「年間発電量（Ep）＝1日あたりの平均日射量（H）✕ システム容量（P）✕ 損失係数（K）✕ 365 ÷ 1」

計算式の解説に含まれている項目の解説は以下のとおりです。

• 年間発電量：単位は「kWh / 年」
• 1日あたりの日射量：太陽光パネルの接地面積に対する1日あたりの日射量（kWh / ㎡ / 日）
• システム容量：太陽光パネルの出力（kW）
• 損失係数：太陽光発電の汚れや温度の上昇などで発生する損失（0.7～0.85程度）

例えば「1日あたりの日射量が3kWh / ㎡、システム容量が5kW、損失係数が0.85」だった場合の年間発電量は、約4,653kWhとなります。

1日の発電量

1日の発電量は、太陽光発電を導入して1日で予想される発電量のことです。1日あたりの発電量を求めるには、以下の計算式を使用します。

「1日あたりの発電量（Ep）＝1日あたりの平均日射量（H）✕ システム容量（P）✕ 損失係数（K）」

年間発電量と同じ数値である「1日あたりの日射量が3kWh / ㎡、システム容量が5kW、損失係数が0.85」で計算すると、1日あたりの発電量は12.75kWhとなります。例えば4人家族の1日の電気使用量は約13kWhといわれていますので、ほとんどの電気を賄えることが分かるでしょう。

このように年間や1日の発電量を計算すると、導入する環境や状況で「どれくらいの発電量が確保できるのか」という目安を知ることができます。

※参照：脱炭素チャンネル

シュミレーションを活用する

太陽光発電メーカーのなかには、条件を入力していくことで発電量を簡単にシミュレーションできるツールがあります。特にシャープのシミュレーションは導入費用や節約できる電気代、導入費用の回収期間などの目安も分かります。

計算が苦手だったり面倒くさい人は、以下のツールで発電量のシミュレーションを行ってみてください。

• シャープ「わが家の発電量シミュレーション」
• 京セラ「簡単シミュレーション」
• カナディアン・ソーラー「発電シミュレーション」

太陽光発電の発電量の平均と目安

全国や地域別の発電量に関しては、以下を参考にしてみてください。

• 全国の年間発電量の平均
• 【地域別】1日・年間発電量の目安

それぞれ解説します。

全国の年間発電量の平均

太陽光発電協会によれば、太陽光発電の出力1kWあたりの年間発電量の目安は1,000kWh程度といわれています。一般的な家庭で導入する太陽光発電の容量は4〜5kWほどなので、年間発電量の目安は4,000～5,000kW程度になります。

ただし発電量は環境や条件で変動するため、あくまで目安として覚えておくと良いでしょう。

【地域別】1日・年間発電量の目安

太陽光発電の発電量は、日射量や日照時間などの要因によって地域差があります。そのため分かりやすいように、地域別（主要20都市で測定）で1日と年間の発電量の目安をまとめてみました。

太陽光発電のシステム容量は、一般的な家庭で導入される平均値の4.5kWとしています。導入する地域の発電量が大体どれくらいなのかを把握できます。ただし簡単なシミュレーションなので、あくまで参考程度に見ておきましょう。

主要都市	年間発電量の目安（kWh）	1日の発電量の目安（kWh）
札幌	6,574	18.01
仙台	6,465	17.71
新潟	6,367	17.44
東京（新宿区）	6,033	16.52
さいたま	6,147	16.84
千葉	6,432	17.62
横浜	6,402	17.53
川崎	5,709	15.64
相模原	6,467	17.71
静岡	5,400	14.79
浜松	6,899	18.90
名古屋	6,778	18.56
京都	6,534	17.90
大阪	6,640	18.19
堺	6,706	18.32
神戸	6,185	16.94
岡山	6,833	18.72
広島	7,143	19.56
北九州	6,609	18.10
福岡	6,967	19.08

※参照：わが家の発電量シミュレーションより算出

太陽光発電の発電量が下がる9つの原因

太陽光発電の導入前に以下の発電量が下がる9つの原因を理解しておくことで、後悔する可能性が少なくなります。

• 季節要因による日射量や日照時間の少なさ
• 天候による日射量や日照時間の少なさ
• 気温が高いことによる変換効率の低下
• 日射量や日照時間の少ない地域
• 設置する方角が北向き
• 適切な角度に設置していない
• 屋根の形状が複雑
• 汚れや劣化がある
• パワコンの寿命や変換効率が低い

それぞれ解説します。

季節要因による日射量や日照時間の少なさ

1つ目の原因は「季節要因による日射量や日照時間の少なさ」です。日本の四季ははっきりしており、季節の変動によって発電量は大きな影響を受けます。

例えば夏至よりも冬至では日照時間が約5時間ほど短くなっていくため、発電量も減っていきます。太陽光パネル1kWあたりの発電量が2kWhであれば、10kWh分の発電量が損なわれることになる計算です。

また6月や9月の雨季では日照時間も日射量も少なくなってしまうため、発電量も大幅に減ってしまいます。発電量が一番安定する季節は日射量や日照時間、気温などのバランスが良い春です。

天候による日射量や日照時間の少なさ

2つ目の原因は「天候による日射量や日照時間の少なさ」です。季節だけではなく天候による発電量の低下も見逃せません。雲が多い日や雨の日は日射量や日照時間が少なくなることで、晴天の晴れの日に比べて日射量が約半分から10分の1ほどまで低下する可能性があります。

しかし日本の1年間の天気の割合を見ると、晴れの日が約7割で雨や曇りの日が約3割となっています。そのため季節や天候による日照量や日照時間が少なくなっても、ある程度の発電量を確保できます。

気温が高いことによる変換効率の低下

3つ目の原因は「気温が高いことによる変換効率の低下」です。基本的に太陽光パネルは、シリコンという素材を使っているため熱に弱いのが特徴です。例えば夏になれば日射量も日照時間も多くなるため、より多くの発電量を確保できると思うかもしれません。

しかし夏のように気温が高すぎると、電圧が落ちてしまい変換効率が下がってしまいます。電力は「電流 ✕ 電圧」で算出され、電圧が下がってしまうことで発電量も減ってしまうというわけです。

また太陽光パネルの最大出力は、パネルの表面温度が25度のときに最も効率よく生み出せるようになっています。そのため太陽光パネルは温度が1度上がるごとに、発電量が0.5％下がっていくといわれています。気温が高くなりやすい場合は、熱に強い太陽光パネルを選択しましょう。

日射量や日照時間の少ない地域

4つ目の原因は「日射量や日照時間の少ない地域」です。日射量や日照時間は地域によって異なります。例えば東北地方は雪による影響が大きく発電量が低くなる傾向にあります。一方、雪の影響が少ない内陸部や太平洋側は発電量が高くなりやすいのが特徴です。

日射量や日照時間は発電量に大きく関わってくるため、このような地域差は太陽光発電の導入率にも影響しています。引っ越し先などで太陽光発電の導入を検討するのであれば、日射量や日照時間の地域差もチェックしておくと良いでしょう。

設置する方角が北向き

5つ目の原因は「設置する方角が北向き」です。太陽光パネルを設置する方角でも発電量に影響します。一般的に一番効率よく太陽光が当たる方角は「南向き」だとされています。

南向きの日射量を100％だとすれば、その他の方角は「東南、南西：約95％」で「東、西：約83％」となります。北向きに設置した場合は発電量が約50％まで低下する可能性があるため、太陽光パネルを設置する際は方角に注意しましょう。

※参照：TOENECリフォーム

適切な角度に設置していない

6つ目の原因は「適切な角度に設置していない」です。太陽光パネルの角度も発電量に関わる要素の一つです。最も効率よく太陽光を集められる角度は約30度前後が理想だといわれています。30度が難しい場合は、20度まで下げても約98％ほどの日射量を確保できるでしょう。

※参照：TOENECリフォーム

屋根の形状が複雑

7つ目の原因は「屋根の形状が複雑」です。太陽光パネルは屋根に載せて発電することが多いため、シンプルな形状で広い屋根のほうが発電量が多くなります。屋根の形状が複雑な場合でも、太陽光発電メーカーによってはコンパクトなタイプがあるため対応できるかもしれません。

しかし屋根の形状が複雑な場合は太陽光パネル自体が設置できなかったり、設置する面積や枚数が少なくなってしまいます。そのため屋根の形状が複雑な場合は、発電量が減ってしまう可能性が高いといえるでしょう。ただし屋根に設置できない場合でもカーポートに太陽光パネルを載せられる可能性があるため、専門業者に相談してみてください。

汚れや劣化がある

8つ目の原因は「汚れや劣化がある」です。太陽光パネルは定期的な清掃を行わなければ、発電する部分に鳥の糞や落ち葉などの汚れやゴミが付着して変換効率が下がってしまいます。

また経年劣化による以下のような発電量の低下もあります。

• 10年後：約3％
• 20年後：約5％
• 30年後：約8％

そのため定期的にメンテナンスをして性能を維持したり、寿命が近づいてきたら買い替えることも視野に入れておくと良いでしょう。メーカーによっては保証で修理や交換ができる可能性があるため、よく確認しておいてください。

パワコンの寿命や変換効率が低い

9つ目の原因は「パワコンの寿命や変換効率が低い」です。パワコンは太陽光パネルで発電した直流を、自宅で使えるように交流へ変換してくれます。変換する際は多少のロスが発生するため、パワコンの変換効率によって自宅への給電量が変わります。そのため変換効率の良いパワコンを選ぶことが大切です。

またパワコンの寿命（10〜15年）が近づいてくると、経年劣化により変換効率が下がってしまう可能性も考えられます。寿命が近づいてきたら新しいパワコンに交換することを検討しましょう。

太陽光発電の発電量を増やす4つの対策

太陽光発電の発電量は、以下の対策次第で増やせる可能性があります。

• 変換効率の良い太陽光パネルを設置する
• 太陽光パネルの設置数を増やす
• 太陽光パネルの方角や角度を変更する
• 太陽光パネルの定期的なメンテナンスをする

それぞれ解説します。

変換効率の良い太陽光パネルを設置する

1つ目の対策は「変換効率の良い太陽光パネルを設置する」です。発電量を増やすには変換効率の良い太陽光パネルを選ぶことが大切です。太陽光パネルの変換効率は、20％を超えていれば高いほうだといえます。変換効率の高い太陽光発電メーカーと変換効率は、以下を参考にしてみてください。

メーカー名	型番	変換効率
DMMエナジー	DMM6-60PH-370J	21.25%
Qセルズ	Q.PEAK DUO M-G11	20.8%
シャープ	NU-375KH	20.6%
パナソニック	VBM375EJ01N	20.3%
長州産業	CS-333G51	20.3%

※参照：リノベステーション

太陽光パネルの設置数を増やす

2つ目の対策は「太陽光パネルの設置数を増やす」です。単純に太陽光パネルの枚数を増やすことで発電量も増やせます。太陽光パネルのなかにはコンパクトなタイプがあるため、空いている部分に設置できる可能性があります。

またカーポートがすでにある場合は、屋根に設置できる可能性があります。既存のカーポートに設置する際は強度の問題があるため、必ず専門業者に相談してから判断してください。

太陽光パネルの方角や角度を変更する

3つ目の対策は「太陽光パネルの方角や角度を変更する」です。発電量を効率よく増やすためには、太陽光パネルを設置する方角や角度が重要になります。方角は「南、東南、南西」、角度は「20～30度」を意識してください。

太陽光パネルの定期的なメンテナンスをする

4つ目の対策は「太陽光パネルの定期的なメンテナンスをする」です。太陽光パネルは屋外かつ屋根の上に設置することが多いため、雨風の影響をかなり受けます。そのため定期的に清掃することで変換効率を下げずに、維持できるようになるでしょう。

また太陽光パネルは長期運用を目的としているため、頻繁にメンテナンスする必要はありません。しかし、資源エネルギー庁によれば4年に一度のペースでメンテナンスすることが推奨されています。

定期的なメンテナンスをすれば、何かしらの不具合があった場合でも早期発見して対処できます。安定した発電量を長く維持するためにも、定期的なメンテナンスも行いましょう。

まとめ

太陽光発電では発電量が重要です。発電量が確保できれば節約効果が高くなり、導入費用の回収期間が短くなります。しかし発電量は季節や天候、設置する方角、角度などの要因によって大きく変化します。

そのため太陽光発電の発電量で後悔しないためには、発電量に関する知識を理解した上で導入する環境や状況に適した導入をすることが大切です。また、すでに太陽光発電を導入済みでも方角や角度、メンテナンスなどで発電量を増やせる可能性があります。

本記事の内容を参考にして頂ければ、太陽光発電を導入する際や導入後の発電量で後悔する可能性が少なくなるでしょう。太陽光発電は決して安い買い物ではありません。ぜひ後悔のないように太陽光発電を導入をしていただき、快適でお得なエコライフを送ってみてはいかがでしょうか。