太陽光発電の発電量はどれくらい?1日あたりの発電量や発電効率を改善するポイントを解説 | 太陽光 | 再生可能エネルギー | 株式会社グッド・エナジー

太陽光発電の発電量はどれくらい?1日あたりの発電量や発電効率を改善するポイントを解説

太陽光発電の発電量はどれくらい?1日あたりの発電量や発電効率を改善するポイントを解説

太陽光パネルは、外部要因によって発電量が減少する可能性があります。

適切なリスク抽出と対策を講じることで、中長期的に安定した運用が可能です。

本記事では、「太陽光パネルの発電量」について、以下の項目について解説を進めます。

  • 太陽光パネル1日あたりの発電量
  • 地域別・物件別の年間発電量
  • 発電に影響する外的要因
  • 中古優良物件で投資リスクを回避

太陽光投資を検討されている方は、投資する上で大切な情報や考え方が理解できる内容です。

ぜひ最後までご覧ください。

太陽光発電が発電する仕組み

太陽光発電は、太陽光による光エネルギーを電気エネルギーに変換して発電に繋がります。

以下に、発電する仕組みをまとめました。

  • 太陽光パネルが受光する
  • パネル表裏の半導体(P,N型半導体電荷)が移動する
  • 太陽光パネル接合面付近に電荷が集合する
  • 太陽光接続ケーブルにて取り出す

出力された電力は、以下の構成機器を経由して売電されます。

  • 太陽光パネルの発電
  • 接続箱での集電(小規模)
  • 集電箱での集電(大規模)
  • パワーコンディショナーで交流電力へ変換
  • 系統連系点へ逆潮流(売電)

太陽光発電所でよく使用される「kW・kWh」には大きな違いがあり、前者は太陽光パネル単体の発電量であり、後者は前者の値に1時間を乗じた発電量です。

おおよその発電量は、「太陽光パネル1kWの年間発電量は約1,000kWh」とされており、設置する条件によって変動します。

太陽光発電の発電量を計算

太陽光発電所の発電量を計算する方法をご紹介していきます。

太陽光発電の発電量の計算式

太陽光発電の発電量の計算式を、以下にまとめました。(単位は省略)

年間予測発電量=斜面日射量×日数×出力×標準日射強度/標準日射強度
※語句解説
〇斜面日射量・・太陽光パネル(1M×1M)が受光する年間平均日射量(地区変動あり)
〇日数・・1年=365日
〇出力・・標準日射強度時、モジュール温度25℃で測定した時の発電能力
〇標準日射強度・・1kW/m2(JISの規格)

上記計算式から出た数値に「パワーコンディショナー損失とその他電機損失」をかけていきましょう。

損失分は「約15~20%程度」とされ、パネルの傾斜角度も要素の一つです。

太陽光パネルは1日どれくらい発電するのか

発電容量1kWの太陽光パネルは、1日あたり約2.7kWhの発電が可能です。

一般家庭の太陽光発電の場合、発電容量が3~5kW程度なので「約8.1〜13.5kWh」の発電が可能となります。

一般家庭の年間消費電力量が「約4,000~5,000kWh」です。

単純計算すると「1日=10~13kWh」になるので、上記の発電容量で電気代を賄えることになります。

事業用は、売電して収益にすることと長期間の節税が最大の目的です。

太陽光発電の目的と規模によって大きく違いがあります。

太陽光パネルの発電量をシミュレーション

太陽光パネルの発電量をシュミレーションしていきます。

下記シミュレーションの条件は、以下とします。

所在地・・山梨県
家族構成・・4人家族(子供2人)
K:機会損失・・約73(%)
P:設置容量・・4.5㎾
H:年間平均日射量・・4.3(kWh/㎡/日)
売電単価・・15円/kWh

Ep=H×K×P×365÷1(発電量シュミレーション計算式)

Ep=4.3×0.73×4.5×365/1 = 5,156kWh/年

前述でも解説していますが一般家庭の年間電力消費量は「約4,000~5,000kWh」です。

自家消費の場合には夜間利用するための蓄電池が必要になります。

地域別・物件別の年間発電量

グッド・エナジーが所有する太陽光発電の発電量を記載します。参考程度にご覧ください。

千葉県茂原市

2024年発電量(kWh)
1月5,453
2月5,892
3月5,665
4月6,985
5月6,754
6月7,275
7月6,520
8月7,668
9月6,558
10月5,609
11月4,739
12月5,198

鹿児島県霧島市

2024年発電量(kWh)
1月4,922
2月4,204
3月5,311
4月4,063
5月6,109
6月6,947
7月6,664
8月10,337
9月9,334
10月8,606
11月5,114
12月4,003

茨城県つくば市

2024年発電量(kWh)
1月3,094
2月3,617
3月4,090
4月4,832
5月5,373
6月5,573
7月4,882
8月5,845
9月4,808
10月3,502
11月3,120
12月3,218

発電量に影響する6つの要因

発電量に大きく影響する6つの要因を解説していきます。

対策を講じることで影響を削減できる方法もあります。

①設置する方角や太陽光パネルの角度

太陽光パネルの設置する角度は重要です。

以下に設置する角度が重要な理由をまとめました。

  • 太陽光の受光範囲が変わる
  • 発電量に大きく影響する
  • パネル表面に付着した浮遊物が落ちやすい
  • 排水系統との整合性に影響する

太陽光パネルを適切な角度に設定しないと発電量などに大きく影響することはご存知の方も多いと思いますが、「パネル表面の汚れ除去・雨水排水系統」にも影響します。

角度が平行(180度)に近い場合、角度30度と比べ排水処理能力の悪化やパネル表面の汚れ除去能力が低下します。

角度が平行に近いほど上記の能力は低下していき、汚れが沈殿しやすい状況です。

②日照時間

日照時間は、発電量に大きく影響します。
太陽光パネルは、太陽光の光エネルギーを電気に変換するため日照時間は重要です。

日照時間は、地域により大きく異なります。

以下に地域ごとの日射時間をまとめました。(一部都道府県抜粋)

都道府県年間日射時間(時間)
埼玉県2,525
和歌山県2,328
高知県2,249
福岡県2,032

日照時間の長い「埼玉県・山梨県」では、周囲が山岳地帯に囲まれており季節風により山岳部への雨をもたらし易いとされています。

上記のような理由から、日照時間が長く天候が良くなるのです。

③影・汚れによる日射遮蔽

太陽光パネルの影・汚れは日射を遮断し、発電量の悪化に繋がる可能性があります。

屋外に設置するので、屋外の環境によって発電量が左右されると言っても過言ではありません。

以下に、影や汚れによるデメリットをまとめました。

  • 発電量の低下
  • メンテナンス時間の増加
  • メンテナンス費用の増加
  • 腐食や錆などの原因に繋がる

特に注意する汚れは「鳥の糞」です。

鳥の糞は、雨水で落ちにくく流れにくく、塊になりやすい特徴があります。

そのため、長期間汚れとして、沈殿する可能性があり注意が必要です。

④パネル温度と周囲気温

太陽光パネルと周囲温度の上昇は、発電量の悪化に繋がる可能性があります。

太陽光パネルは「1℃上昇=0.4〜0.5%損失」するとされており、温度が上がるにつれて損失割合も増加します。

発電に最適な温度は「パネル表面温度が25℃」となり、簡単に例えると、冬時期に晴天で無風の気候です。

上記を踏まえると、春先と秋冬期間に、日照時間が長い日が続くと発電量も増加することになります。

⑤太陽光パネルの発電効率

発電効率とは、どの程度(%)電気エネルギーに変換できるかを表した数値です。

発電効率は、数値が高いほど高効率発電となり、太陽光パネルにとって重要となります。

発電効率を重視する環境とポイントを、以下にまとめました。

  • 太陽光パネル設置面積に限りがある
  • システム容量に制限がある
  • 少ない設置枚数で事業したい

事業敷地に制限がある場合は、少ない枚数で発電効率が良いパネルを選択するのもおすすめです。

⑥周辺機器の経年劣化

周辺機器の経年劣化も、発電量の悪化に直結します。

太陽光発電所は、以下の周辺機器により構成されています。

  • 接続箱
  • 集電箱
  • パワーコンディショナー
  • 受変電設備(キュービクル)
  • 気中開閉器(PAS)

上記の機器は、一言で例えると「発電した電力を集めて電力会社へ流す」役割です。

経年劣化により、以下の損失やデメリットが考えられます。

  • 機械損失の増加
  • 熱損失の増加
  • 発電効率の低下
  • 電力変換効率の悪化

発電量を最大化するポイント

発電量を最大化するポイントを5つ紹介していきます。

このポイントを意識することで、収益増加も見えてきます。

発電効率が高い太陽光パネルを導入

発電効率が高い太陽光パネルを導入することも重要です。

一例ですが10枚太陽光パネルを設置した場合、出力230Wの太陽光パネルと250Wでは、「20W=0.02kW」の差があります。

上記は10枚の設置枚数ですが、メガソーラー発電所の場合約3,000枚になり、その差は「60kW」です。

上記と合わせて寿命が長い太陽光パネルを導入することで、経年劣化率を軽減させることも可能になります。

最適なレイアウトを設計する

最適なレイアウトで、太陽光パネルの配置を設計することも重要です。

多くの太陽光発電所では「基礎ブロックや杭打設(屋根設置以外)」の工法を採用します。

予め周辺環境を確認して、影の影響となる障害物を排除することを行いましょう。

大切なポイントを、以下にまとめました。

  • 設置前の影のシュミレーション
  • 影の要因の排除
  • 現地確認を行う

上記の方法を必ず行いましょう。

定期的なメンテナンスを実施する

定期的なメンテナンスを行うことで発電量の向上が見込めます。

定期メンテナンスは義務化されており、以下に詳細をまとめました。

低圧太陽光発電所(50㎾未満)高圧太陽光発電所(50㎾以上)
点検の頻度(推奨)4年に1回※野立て産業用の場合は年3回程度(年2回以上)※受変電設備:2~6ヶ月に1回※パワーコンディショナー等:6ヶ月に1回年に2回以上
主な施設戸建住宅、小規模な工場等戸建住宅、小規模な工場等
引用:関西電力一般社団法人日本電機工業会・太陽光発電協会 
「太陽光発電システム保守点検ガイドライン」

以下に、具体的なメンテナンス内容をまとめました。

  • 絶縁抵抗、解放電圧測定
  • パワーコンディショナー運転状況確認
  • 電気的接続部の緩み確認
  • 架台、取付ボルト外観確認
  • 発電量データの分析

日本電機工業会・太陽光発電協会太陽光保守点検ガイドラインより、低圧太陽光の野立て(産業用)の場合、年3回程度の除草が必要となります。

参考:【一般社団法人日本電機工業会・太陽光発電協会 】太陽光発電システム保守点検ガイドライン

遠隔モニタリングで異常を早期発見する

遠隔モニタリングの導入も重要です。

遠隔モニタリングとは、現地から光回線やLANケーブルを使用して、離れていても発電量の確認ができるシステムになります。

導入するメリットを、以下にまとめました。

  • 現地に行く手間を省ける
  • 故障探求で、時間がかかる故障も一目でわかる
  • 事業を複数持つ場合、管理業務を集約できる

遠隔監視の種類とメリット・デメリットを、以下にまとめています。

種類メリットデメリット
CTセンサー通信価格が安価で普及している計測できる種類に限りがある
RS485通信より詳細なデータ観測が可能対応する機種の制限があり、費用が高額

長期的に運用できるように保証制度を見直す

長期的に運用できるように保証制度の見直しも重要となります。

太陽光パネルは、経年劣化に伴い発電量が低下する製品です。

定期メンテナンスで、劣化を低減することは可能ですが、その分出費は大きく膨れてしまいます。

以下に、長期運用する上で必要な保証をまとめました。

保証の種類保証内容
出力保障出力低下に伴うメーカー保証
システム保証製造上の不具合に対する保証
自然災害補償自然災害による被害の補償
施工保証施工不良による被害の保証

長期運用することが大前提になりますので、万が一の災害・故障に対して手厚くバックアップできる保証制度も合わせて検討しましょう。

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またエリアへのこだわりや、日照時間が長い地域での運用はもちろんエリアを変えて所有することで自然災害からのリスクを分散できます。

まとめ:太陽光パネルの発電量は1日あたり3kWh

本記事では、「ソーラーパネル発電量」について解説を進めました。

太陽光パネルの1日あたりの平均発電量は「約3kWh」です。

発電量は、外的要因に大きく左右される場合がありますが、リスクを抽出して、早期対策を講じることで中長期的に発電量の改善が可能です。

グッド・エナジーでは、中古太陽光の販売を行っており「発電実績・過去のトラブル」なども情報開示しております。

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