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太陽光発電基礎知識

印刷用ページを表示する 掲載日:2012年10月4日更新

以下の内容は、資源エネルギー庁HP太陽光発電協会HP産業技術総合研究所HPなどを参考にして作成しています。

1.概要

PVイメージ普及と価格の関係

出典;(独)産業技術総合研究所HP

 太陽光発電とは太陽電池を利用し、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する発電方式で、ソーラー発電とも呼ばれます。
 太陽光発電は昼間の電力需要ピークを緩和し、温室効果ガス排出量を削減できるなどの特長があります。近年は太陽電池の性能が向上し、その普及とともに価格が下がってきており、設置や保守が容易であることや、余剰電力の買い取りによる電気料金の削減などの利点により、需要が拡大しています。

 太陽光発電で一般的に言われるメリット・デメリットは次のとおりです。

○太陽光発電のメリット・デメリット

メリット

デメリット

  • メンテナンスが容易である。
  • 余剰電力を電力会社が買い取ってくれる。 
  • 電気料金の節約ができる
  • 昼間の電力ピーク需要に対応するのに適している。
  • 送電・廃熱に伴う損失が少ない。
  • 日本のエネルギー自給率を向上させる。
  • 災害や有事の際に、非常用電源としても活用できる。
    • 導入コストが高い。
    • 発電量が天候に左右される。
    • 設置場所・設置状況によって発電量が左右される。
    • 契約上のトラブル、施工上のトラブルが起きる場合がある。

    2.太陽光発電システム

    住宅内の太陽光連系イメージ

    用語の解説

    • 太陽電池モジュール:太陽の光エネルギーを直接電気に変換する太陽電池を必要枚配列して、屋外で利用できるよう樹脂や強化ガラスなどで保護し、パッケージ化したもの。
    • 接続箱:太陽電池からの直流配線を一本にまとめ、パワーコンディショナに送るための装置。
    • パワーコンディショナ:太陽電池で発電した直流電力を交流電力に変換するための装置。
    • 分電盤:家の配線に電気を分ける装置。
    • 電力量計:電力会社に売った電力や、購入した電力を計量するメーター。売電用と買電用の2つの電力量計が必要となります。
    • 系統連系:自家用発電設備を電力会社の配電線に接続して運用する方法。
    • 逆潮流:系統連系する太陽光発電などの自家用発電設備から、電力会社の配電線(商用系統)へ電力が流れること。

    出典;太陽光発電協会HP

      太陽光発電システムは、太陽光を受けて太陽電池が発電した直流電力を、パワーコンディショナにより電力会社と同じ交流電力に変換し、家庭内のさまざまな家電製品に電気を供給する仕組みです。
     一般の系統連系方式の太陽光発電システムでは、発電電力が消費電力を上回った場合は、電力会社へ逆に送電(逆潮流)して電気を買い取ってもらうことができ、発電した電力では足りない時や夜間などは、従来通り電力会社の電気を使います。なお、こうした電気のやりとりは自動的に行われるので、日常の操作は一切不要です。 

     太陽光発電は、天候、設置場所、設置状況(屋根の勾配・向きなど)等で発電量が大きく変わり、ビルや樹木などで日陰になれば発電量が落ちます。また、メンテナンス費用※や耐用年数などそれぞれの特徴を把握した上で太陽電池(メーカーの一覧)を選択することが重要です。 ※太陽光発電設備は日々のメンテナンスは不要ですが、故障することもあります。パワーコンデショナなどは太陽電池モジュールと比較すると故障が多いようです。

     また、家族構成・ライフスタイル・電気使用量なども御家庭ごとに異なりますので、何キロワットの設備を導入すれば、現在の電気代と比較して毎月どれくらいのメリットが出るかなどをシミュレートすることをお勧めします。 

    メーカーホームページ一覧(シミュレーションソフトを用意しているメーカーもあります。)

    3.余剰電力の固定価格買取制度

     太陽光発電の普及拡大を大きく後押ししているのが、余剰電力の固定価格買取制度です。この制度の目的は低炭素社会の実現に向け、国民の全員参加による太陽光発電の普及拡大を目指すもので、太陽光発電による余剰電力を10年間固定価格で買い取ることを電気事業者(東京電力など)に義務付けた制度です。 平成23年度の買取価格は、住宅用(10kW未満)で42円/kWh、非住宅用で40円/kWh(ダブル発電の場合、住宅用34円/kWh、非住宅用32円/kWh)です。

     制度の仕組みは、電力会社が買取に要した費用を全ての電力受給者に対して電気使用量に応じて負担を求めるというもので、負担分を「太陽光発電促進付加金」(太陽光サーチャージ)といいます。
     平成23年4月分から平成24年3月分料金までの「太陽光発電促進付加金」(太陽光サーチャージ)は、東京電力(株)の場合、0.03円/kWhになります。

     固定価格買取制度の根拠法令は、「エネルギー供給構造高度化法」(平成21年法律第72号)※です。
     本法は時限立法ではなく、有効期限の定めはありません。電力会社に義務付けられた買取期間は、それぞれの受給開始日から10年間と規定されています。

     ※エネルギー供給事業者による非化石エネルギー源の利用及び化石エネルギー原料の有効な利用の促進に関する法律 

    4.埼玉県の地球温暖化対策における太陽光発電の普及拡大

    ナビゲーションの概要

     埼玉県では、地球温暖化対策を推進するため、埼玉県温暖化対策条例(平成21年3月31日条例第9号)を制定し、同条例の第三条に基づき地球温暖化対策を総合的かつ計画的に推進するためストップ温暖化・埼玉ナビゲーション2050を策定しました。

     埼玉県は、快晴日数が日本一※という特性を活かし、太陽光発電の普及拡大に力を入れています。また、太陽光発電の普及拡大は温暖化対策の7つのナビゲーションの一つに位置づけられています。

    ※快晴日数日本一
     過去10年間(平成13~22年)の快晴延べ日数564日(2位宮崎県534日)。単年度で7回日本一になっています。

    ●埼玉県による太陽光発電の率先導入

     埼玉県では、太陽光発電設備の設置ガイドライン(平成24年8月改正) [PDFファイル/436KB]に基づき、太陽光発電の県有施設へ率先導入しています。これにより一般家庭などへの飛躍的な普及拡大を目指すこととし、県有施設の新設や大規模な改築に当たっては、原則として太陽光発電を設置する方向で検討することとしています。
     その結果、県立高校や県営住宅、警察署などの施設に太陽光発電が導入され、平成23年度末において143施設(導入県有施設数)となっています。
     また、発電容量の合計は約3,970kWとなっており、この発電量に相当するCO2排出抑制量は年間1,386トン(※)と推計され、ブナ林301haのCO2吸収量に相当します。
     ※電力1kWh当たりのCO2排出量(CO2排出原単位)は、0.332kg-CO2/kWhで計算しています。
      年間CO2削減量=発電容量×365日×24h×0.12(稼働率)×0.332kg-CO2/kWh
      ブナ林は、1ha当たり年間約4.6tのCO2を吸収すると推定されています。

    太陽光発電導入施設推移

    PDFアイコン太陽光発電設備の導入施設一覧[142KB]