太陽光発電とは、太陽光のエネルギーを太陽電池を利用して電力に変換する発電方式のことです。太陽電池とは、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器です。
「電池」というと、電力を蓄えておくことができる印象がありますが、太陽電池は受けた光をすぐに電力に変換して出力するため、電力を蓄えておくことはできません。
電気を蓄えるには、蓄電池が別途必要となります。太陽光発電によって発電した電力は、家庭用の電力として使用することもできますし、家庭で使用する以上の電力が発電された場合には、電力会社に売ることもできます。
太陽光発電を導入するには、いわゆるソーラーパネルと呼ばれる太陽電池モジュール以外にも機器が必要で、太陽光発電システムをシステム一式として購入する必要があります。
このページでは太陽光発電を導入するのに必要な機器、また状況に応じて購入する必要が出てくる機器を紹介しています。
太陽光発電の導入に必要な機器は主に次の5つです。
① 太陽電池モジュール
太陽電池モジュールは太陽光を電力に変換します。
モジュールに影がかかると発電されなくなるため、屋根の上や広い空地など、太陽光を遮るものがない場所に設置します。
この太陽電池モジュールを屋根の上に何枚くらい設置できるかによって、発電できる量が変わってきます。
一般的な家庭用太陽電池モジュールに使われている太陽電池は、結晶（単結晶・多結晶）シリコン太陽電池や薄膜シリコン（アモルファス・微結晶・合金系）太陽電池、CIS/CIGS太陽電池（高性能薄膜太陽電池）など様々なタイプが開発されており、それぞれ発電効率や特性、価格が変わってきます。
他にも産業用やメガソーラー用に主に使われているCdTe太陽電池、人工衛星などに使われるⅢ-Ⅴ族化合物太陽電池（超高効率太陽電池）などがあります。
② 架台
太陽光発電を実際に設置する場合には、太陽電池モジュールを支える為の架台が必要です。
屋根の形状（切妻、半切妻、寄棟、陸屋根、片流れ、入母屋など）や屋根材（スレート、和瓦、洋瓦、平瓦、金属瓦棒、折半など）、屋根の勾配角度などによって必要な架台が異なりますので、専門家への相談が必要です。
③ 接続箱
太陽電池モジュールからのケーブルを一つにまとめ、発電した電気をパワーコンディショナに送り込みます。
パワーコンディショナと一体になっているものもあります。
④ パワーコンディショナ
接続箱から送られてきた電気をパワーコンディショナで交流電力に変換し、分電盤を通じて住宅内に電気を分配します。
太陽電池モジュールによって生み出された電気は直流電力ですが、通常の電化製品は交流電力で動きますので、パワーコンディショナで直流電力を交流電力に変換する必要があります。
このときに生じるロスは変換効率であらわします。
また、パワーコンディショナには室内設置タイプと室外設置タイプがありますが、どちらが良いとは一概には言えません。
パワーコンディショナは場所をとりますので、室内設置タイプの場合は一定のスペースを必要としますし、室外設置タイプの場合は雨などで濡れない場所に設置しなければならないなど、ご自宅の状況によって検討する必要があります。
⑤ 電力量計(売電メーター)
電力量計(メーター)で電力量を計ります。買電メーターはもともと設置されていますので、売電メーターのみを購入するかたちになります。
太陽電池モジュールで発電された総発電量から、住宅内で使用した電力量を差し引き、余った電力量が売電となり、夜間や雨天時など住宅内での使用量が発電量を上回った場合、買電となります。
設置の状況に応じて必要になったり、オプションで追加する機器は主に次の3つです。
発電量モニター
太陽光発電で生み出された電気のうち、余った電気は電力会社が買い取ってくれます。
発電量モニターは、太陽光発電による発電量や、家庭内の消費電力、電力会社への売電電力を表示してくれます。
基本的にオプション品ですが、太陽光発電の故障や異常の発見は目で見てもわからないため、故障や実発電量の確認のために設置する例が多くなっています。
最近では、カラーモニターでわかりやすく表示してくれるものの他にも、家庭のテレビに発電量を表示するもの、インターネットで確認できるものなどがあります。
発電量モニター
太陽光発電はシステムを組む際、太陽光発電モジュール何枚かを1系統とし、その倍数でシステムを組みます。
接続箱につなぐ際は、すべての系統の電圧が同じである必要があるため、通常はその系統の倍数でシステムを組まなければなりません(例：16枚のシステムなら4枚×4系統等)。
しかし、もし倍数にならない枚数の太陽電池モジュールが載るスペースがある場合、そのスペースに太陽電池モジュールを一切設置しなければスペースが無駄になってしまいます。
そこで、半端になっている系統の電圧を他のものに合わせるために昇圧をかけることで、倍数にならない枚数の太陽電池モジュールも設置することができるようになります(例：19枚乗る場合、4枚×4系統＋3枚となるので、余りの3枚の系統を昇圧します。
1系統の最高電圧などの制限もあるため、一概に倍数なら何でもいいというわけでもありません)。
昇圧する際には若干のロスが生じます。昇圧機能が接続箱と一体になっているものもあります。
蓄電池
太陽光発電は太陽が出ているとき以外は発電しません。
太陽光発電システムだけでは発電した電気は溜めておくことができませんので、夜間や停電時にも発電した電気を使えるようにするためには、蓄電池が必要です。
蓄電池はメーカーによって、容量や寿命が異なり、取扱いのないメーカーもあります。
太陽光発電は現在、製造コストの効率向上や補助金などの資金的援助のおかげでメリットが大きくなっています。このページでは、太陽光発電を導入する際のメリットを紹介しています。
太陽光発電を導入するメリットは、大きく4つあります。
太陽光発電はCO2排出量ゼロなので環境に良い。
太陽光発電は太陽光を電力に変換するので、CO2を排出せずにエネルギーを作り出すことができます。以前は太陽光発電システムを作る工程で排出するCO2の方が、削減されるCO2よりも多かったのですが、最近は技術の進歩により、製作工程のCO2排出量を1～3年で回収できるようになりました。
太陽光発電による投資効果が期待できる。
太陽光発電を導入する為の費用は決して安いものではありません。しかし現在、エネルギー不足や環境問題への対策として、政府が太陽光発電の導入を促進しており、補助金や売電の制度が充実しているため、約10～15年程度で設置費用を回収できるケースが多くなっています。太陽光発電の寿命は20年以上といわれていますので、設置費用回収後は収支はプラスになることになります。（太陽光発電を設置しても、屋根の向きや設置できる面積によっては経済的なメリットが出ない場合もあります。）
太陽光発電は災害への備えになるので安心できる。
太陽光発電は発電するのに燃料や動力を必要としないので、大規模災害などで停電が起きても、太陽光さえあれば電気を使うことができます。太陽光発電システム単体では作った電気を溜めておくことはできませんが、蓄電池を使えば夜や雨天などでも電気を使うことができます。
太陽光発電によって節電意識が高まる。
現在、震災の影響による電力不足が問題となっていますが、太陽光発電を導入すればそれだけで電力不足に貢献できます。また、カラーモニターなどによってどれくらい電気を使っているかが目に見えてわかるようになるので、家族の節電意識が上がった、という声も聞きます。
太陽光発電を設置するまでの一般的な流れをご紹介します。
STEP1 検討開始
太陽光発電を取り扱っている近くの設置業者に問い合わせます。新築の場合はハウスメーカーから紹介してもらえることもあります。
太陽光発電を設置する場合は、屋根の形状や屋根材などによって必要な架台や設置作業が違ってきますので、前もって自宅の屋根の状況を把握しておくことをお勧めします。
こちらのサイトからお近くの設置業者に見積りすることができますので、ぜひご利用ください。
ご利用は無料です。
STEP2 現地調査
太陽光発電の設置業者に自宅へ訪問してもらって、現地調査を行います。日射量や屋根の方位、屋根の形状、家の図面などをもとに、太陽光パネルの配置図や見積書が作成されます。発電シミュレーションなどを出してもらえる場合もあります。
STEP3 設置業者との契約
設置業者からの提案が気に入ったら、契約を交わして正式に発注します。太陽光発電の導入時には国や地方自治体から補助金を受けることも可能です。
設置業者との契約の際に、補助金の申請方法について確認しておくことをお勧めします。
STEP4 設置工事
屋根の形状や屋根材などに合った架台を選んで、屋根の上に太陽光パネルを設置します。太陽光発電で作り出された電流を家庭で使用できる電流に変換するパワーコンディショナや、家の中に電気を分配する分電盤、余った電気を計測する電力メーターなども取り付けます。
STEP5 電力会社との契約
余った電力を電力会社に売るために、電力会社と「電力受給契約」を取り交わします。電力会社に売る電力は、売電用電力メーターで計測することができます。
STEP6 運転開始
全ての準備が整ったら、いよいよ太陽光発電の運転が開始します。
太陽光発電は、基本的には設置後お手入れする必要はありませんが4年に一度程度は定期点検に来てもらうことが一般的です。
※設置工事から運転開始までは、約1ヵ月間かかります。
