太陽光発電の基礎知識

屋根に太陽電池パネルを載せると電気を作ることができる……それだけは漠然と分かっていても実際に設置する場合、太陽電池パネル以外に何が必要なのか、実際どの程度の電力が発電できるのか……と具体的なことになると、さっぱり分からないという人が大半のようです。そこで、まずは太陽光発電の基本的な仕組みがどうなっているのかを紹介してみましょう。

太陽光発電では、余った電力を売ることができる

今、さまざまなところで話題になっている太陽光発電。再生可能エネルギー、つまり燃料なしでいくらでも使い続けられるエネルギーの将来の要として注目されているのです。メガソーラー発電所などといわれる大規模なものが普及するとされている一方、今でも家庭の屋根に設置することで家庭の電力のかなりの部分をまかなうことが可能になっています。”元をとる”という観点からも現実的になってきたため、導入を検討している方も多いと思います。

では、何を持って”元をとる”と考えればいいのでしょうか?ここには電力を売るという仕組みがあるので、そこから見ていきます。昼間、太陽の光を浴びると発電が行われるのですが、その電力はまず家の中に入ってきます。テレビやエアコン、冷蔵庫……家庭で消費する電力をこの太陽光発電で賄っていくのです。よく晴れた日や家を留守にしていてあまり電気を使っていないときは、発電した電力が余ってしまいます。この余剰電力を電力会社に売る、というのが現在の家庭での太陽光発電の基本的な仕組みになっているのです。

反対に、夜や雨の日など電気が足りなくなったら、従来どおり購入することになります。ちなみに、曇りの日や雨の日でも、真っ暗でなければある程度は発電してくれます。必ずしも晴れていなくても発電することも太陽光発電の魅力といえるでしょう。なお、売電と買電に関して、とくにスイッチで切り替えといった作業は不要で、自動的に売ったり、買ったりすることができるため、生活自体は何も変わらないのです。
売電金額の詳細などはまた後ほど紹介しますが、現在売電単価は買電単価と比較して非常に高く設定されているので、元をとりやすくなっているのです。

太陽光発電システムの基本的な構成

さて、ここで図を見てください。これが太陽光発電の基本的な構成図となっています(図1:太陽光発電協会サイトより引用)。一番重要なのは屋根に載せた太陽電池パネルです。これを単に太陽電池と呼んだり、太陽光パネルと呼んだり、場合によっては太陽電池モジュールと呼ぶ場合もありますが、どれも同じものを指しています。この太陽電池パネルは太陽光を浴びると発電するのですが、これは直流の電気となっています。

そこで各パネルで発電した直流の電気を接続箱で束ねた上でパワーコンディショナ(一般にパワコンと呼んでいます)を通すことによって100Vの交流に変換できるようになっています。そのため、このパワコンも重要なパーツなのです。また各メーカーオプション扱いとしていますが、パワコンに接続して発電状況や現在の電気の使用状況を分かりやすく表示するモニターも多くの人が設置しています(図2:写真はシャープのJH-RWZ1)。また従来からある買電メーターのほかに、売電メーターも設置する必要があります。こうしたものを一式設置して、はじめて太陽光発電ができるわけです。

発電出力容量と発電効率の関係

では、実際にどのくらいの発電ができるのでしょうか?これは設置した太陽電池パネルの出力容量によって決まっています。国内の家庭では3kW~4kW程度が標準といわれていますが、その程度あれば家庭の電気代の大半を賄うことが可能になります。もちろん、載せられる容量は屋根の大きさによっても変わってくることになります。

ところで、太陽光発電を調べてみると、必ずといっていいほど「変換効率」という言葉に出会います。これが、その出力容量とも大きく関係してくるものになっています。

まず、太陽光というのは1平方メートルで1kWの電気を作り出す力を持っています。その光を浴びたとき、実際にどれくらい発電できるかが変換効率というわけで、10%なら100W、15%なら200Wとなります。当然変換効率がいいほどいいわけですが、変換効率がいいものは高くなります。

よく「発電効率がいいものを…」と言ってくるセールスマンがいますが、実は、そこにはあまり大きな意味はありません。どれだけいっぱい発電するかは、発電効率ではなく、あくまでも出力容量なのですから。要は小さい屋根に大容量載せたければ、発電効率のいいものを選ぶ、という考え方が正しいわけです。もちろん、そこは価格と出力容量のバランスで考えていけばいいでしょう。

以上、太陽光発電に関する基本的な考え方を紹介してみましたが、お分かりいただけたでしょうか?ここから先は、実際、どうやって選べばいいのかなどを見ていきましょう。

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