• 投稿日2021.05.31

太陽光発電の「容量」とは?目安と決め方、発電量との関係を解説

太陽光発電の導入を検討する際に重要な要素となる「発電容量」。必要な発電量を想定した上で太陽光パネルの枚数などを考え、適切な発電容量のシステムを構築しなければなりません。

発電容量は設置価格や設置後の発電効率に関わる大切な部分です。この記事では、太陽光発電システムの発電容量について設置の際の目安なども含めて解説していきます。

太陽光発電の「容量」とは

発電容量とは、太陽光発電システムの発電能力を表したものです。システム容量や出力容量ともいい、kW単位で表される。容量が大きければ大きいほど発電量も多くなります。

太陽発電システム全体の発電容量は、太陽光パネルの発電容量とパワーコンディショナー(パワコン)の容量のうちいずれか低い方の容量です。太陽光パネルは、一般的に1枚あたり100W~300W程度の出力のパネルを数十枚組み合わせることで、数kWの発電容量になります。

このパネルで発電された直流電流を交流電流に変える役割を持つのがパワコンで、太陽光パネルの発電容量に対して適切な容量のパワコンを組み合わせる必要があります。

容量と発電量との違いは?

発電容量はkWで表されますが、発電量はkWhと表示します。発電容量は太陽光発電システムの発電能力を示すもので、太陽光パネルの瞬間的な最大出力を表しています。一方、発電量とは実際に発電する量のことを指しており、発電容量10kWを1時間運用した場合の発電量は10kWhと表示します。

容量と発電量との関係は?

発電容量と発電量は別の数字ですが、太陽光発電システムでは容量を上限として発電されるので、結果的に発電容量は発電量と密接に関係していることになります。発電容量1kWあたりの年間発電量は約1,000kWh~1,200kWh、1日あたりの発電量に換算すると約2.7~3.3kWhです。

太陽光発電システムでは発電容量が大きければ大きいほど発電できる上限が高くなり、その分収益性もアップすることになります。すなわち売電価格に影響するので、発電容量と発電量とは切っても切れない関係だといえるでしょう。

容量によって収益性はどう変わるのか

FIT制度(固定価格買取制度)を利用して発電した電力を各電力会社に売る場合、売電価格や期間は発電容量によって変動します。したがって、発電容量と収益性には大きな関連があります。

区分 2020年度 2021年度 2022年度 期間
売電価格 10kW未満 21円/kWh 19円/kWh 17円/kWh 10年間
10kW以上50kW未満 13円/kWh 12円/kWh 11円/kWh 20年間
50kW以上250kW未満 12円/kWh 11円/kWh 10円/kWh 20年間

※2020~2022年度の調達価格

上記はFIT制度に示される太陽光発電の買取価格と期間を抜粋したものですが、10kW未満は住宅用の扱いとなり、10kW以上50kW未満は産業用(低圧)として扱われます。収益性を考える場合、この点も踏まえて検討する必要があります。

ただ、太陽光パネル20枚前後でおおよそ4.4~4.5kWとなるため、10kW以上の容量を確保することは住宅事情にもよっては難しいかもしれません。

太陽光発電の容量の目安についての考え方

前述のとおり、多くの一般家庭では10kW未満の発電容量である住宅用太陽光発電に該当するケースが多いことでしょう。一般家庭では屋根にパネルを設置することが多く、その平均的な発電容量は3~5kWです。それを踏まえてここでは、一般家庭で太陽光発電を運用する際に発電容量検討の目安となる数値などについて解説します。

太陽光ではおすすめの「過積載」

太陽光発電の過積載とは、字のごとくパワコンの容量を超えて多くのパネルを設置する方法です。例を挙げると、容量4kWのパワコンに7kW分のパネルを設置するようなケースを指します。

過積載の場合、パワコンの容量を超えた発電量は放棄することになります。しかし、一日の日射を考えたとき、パネルの発電容量がピークを迎える時間帯はそれほど多くありません。パネルの発電容量とパワコンの容量が近い値だとすると、ほとんどの時間はパワコンがその処理能力を持て余している状態なのです。

したがって、短期間のピーク時発電量を放棄したとしても、それ以外の時間帯で放棄した以上の発電量が得られることになり、全体的には発電効率が良いということになります。

すなわち、朝夕の日照量が少ない時間帯でも電力を確保することができ、時間ごとにみても電力供給にムラがでにくいのです。

過積載により、10年間のFIT期間が終了して売電価格が低下してもある程度の収益を確保することができるため、昨今では一般的な運用方法となっています。

発電容量の計算方法

太陽光発電システム全体の発電容量を正確に示す場合、パネル1枚あたりの公称最大出力に設置枚数を掛けて計算します。

公称最大出力とは、ある一定の条件のもとで太陽光パネル1枚あたりにどの程度の発電能力があるかを示した値です。この値が高いと、パネル1枚あたりの発電量は多くなります。一定の条件は以下のとおりです。

JIS C 8918:モジュール温度25度/分光分布AM1.5/放射照度1,000W/m2

公称最大出力は商品の概要に記載がありますが、計算式もあります。

公称最大出力=パネルの変化効率×パネル1枚あたりの面積

公称最大出力はパネルの種類によっても異なるので、発電容量はパネル選びにも関係します。

太陽光発電における発電量の計算方法

太陽光発電システムによって発電される発電量は、設置場所などによって条件が異なるので、発電量も条件によって幅がある点が特徴です。収益に直接関わる数字なので、確実に押さえておきましょう。

発電量を求めるための計算式

太陽光発電システムの1日あたりの発電量や年間の発電量は、以下の計算式で算出することができます。

  • 1日の発電量=1日の平均日射量×システム容量×損失係数
  • 年間発電量=1日の平均日射量×システム容量×損失係数×365÷1

計算式の要素の中で気になるものは、1日あたりの平均日射量です。平均日射量は地域や季節によっても異なるので、一律に同じ数字にはなりません。

太陽光発電システムでは、一般的に11時から13時のあいだに1日の4割を発電すると言われています。平均日射量については専用のサイトもあるので、詳しく調べてみるとよいでしょう。

発電量を低下させる損失係数とは

太陽光発電システムの発電量を計算するにあたって、発電効率を阻害する要素を数値化した「損失係数」というものがあります。発電を阻害する主な要素は以下のとおりです。

  • 気温25℃以上
  • パワーコンディショナーの変換ロス
  • パネルの汚れ
  • 経年劣化

気温が高くなりすぎるとパネルが本来の性能を発揮できず、発電効率が低下します。気温の影響を受けず、最も良く発電できる月とされているのは4月や5月です。

季節の損失係数はどのメーカーでも大体同じですが、パワコン損失や回路や配線のロスはメーカーごとに差がでています。設置費用と損失係数のバランスが大事なので、総合的にみて判断しましょう。

太陽光発電の容量を決めるにはプロに相談してみよう

売電価格が下がっている昨今では、設置コストを抑えるほうがトータルの収益が出やすいといわれています。

設置するパネルの容量は、世帯の電力消費量を少し上回るくらいに設定しましょう。その理由は以下のとおりです。

  • 将来的に家庭の電力消費が増える
  • パネルの出力が経年劣化する

一般家庭の消費電力は、生活スタイルの変容に加えて電気自動車やスマート家電の普及により年々上がっていくと見られています。災害対策も考慮すると、太陽光発電の自家消費がより重要とされることでしょう。

家庭の生活スタイルや電力の使用目的によって必要となる容量は異なります。太陽光発電の容量は収益に影響を及ぼすものでもあるので、購入を検討されている方は専門家に相談してみましょう。

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