太陽光発電とは?
FIT制度(売電価格)からメリット・デメリットまで徹底解説
家の上や近隣の空き地だけでなく、工場等の屋根にずらりと並んでいるソーラーパネル。最近、太陽光発電の設置を目にすることが増えましたよね。その背後には、多くの人々が太陽光発電の持つ大きな魅力や利点を受け入れ、取り入れるようになったからです。特に近年は電気料金の高騰問題を受けて、太陽光発電を自家消費目的で設置する方が圧倒的に増えている傾向があります。
太陽の光を電気エネルギーに変える驚きの技術や仕組みから、太陽光が普及したFIT制度(固定買取制度)、太陽光発電を取り入れることで感じる実際の導入メリット・デメリット、さらには発電した電気を売電・自家消費して新しい収入源とするライフスタイル。私たちの生活に密接に関わるエコロジーな太陽光発電の魅力に、一緒に迫ってみましょう。
太陽光発電とは?
太陽光発電は、太陽が放つ光エネルギーを利用して電気を作るシステムのことを指します。太陽の光は無尽蔵に存在するため、環境に優しい再生可能エネルギーとして位置づけられています。この技術が実際に使われ始めたのは、1958年。アメリカの人工衛星「ヴァンガード1号」において、宇宙の過酷な環境下での電源として太陽光発電が採用されました。
近年では、全世界での太陽光発電の導入量が500GW(ギガワット)を超え、日本では約53GWで世界の約11%を占めるまでに増えてました。その理由の1つとして、発電時にCO2などの環境への負荷となる物質を排出しない点が挙げられます。地球規模での気候変動問題を考慮する中、脱炭素が進み、非化石電源である再生可能エネルギーとして太陽光発電を多くの国々がこのクリーンな発電として推進しています。
太陽光発電の仕組みについて
宇宙空間にある人工衛星にも利用されている、太陽光を電力に変換する驚くべきメカニズムについて解説します。
太陽光発電の基礎となるのは「光電効果」という現象です。これは、半導体素材に光を照射すると電気が生成される特性を指します。太陽電池、あるいはソーラーパネルやモジュールとしても知られる装置は、n型とp型という2つの異なる性質を持つシリコン半導体から成り立っています。
太陽の光がこの半導体に当たると、電子が光のエネルギーを吸収し、活動的になります。この活発に動き始めた電子が2つの電極間の導線を通り、電流として流れるのです。エネルギーを帯びた電子が移動し、仕事を行い、最終的には半導体へと戻る。この一連の流れを継続的に繰り返すことで、私達は太陽の光エネルギーを電力として利用することができるのです。
ソーラーパネルとは?
ソーラーパネルとは、太陽の光を電気エネルギーに変換するための装置です。この装置の最も基本的な部分は「セル」と呼ばれる小さな単位です。これらのセルが、太陽の光をキャッチし、電気に変える役割を持っています。
そして、これらのセルを集めて1枚にしたものが「モジュール」または「ソーラーパネル」と呼ばれます。さらに、これらのモジュールを多数組み合わせて作られる大きな集合体が「アレイ」と称される。
単一のセルの出力は限られているため、通常の家庭での利用を考えた場合、モジュールやアレイの形で太陽電池が屋根などに取り付けられます。取り付ける際には、必要な電気使用料や屋根方角・大きさ・形状などを考慮して、最適な配置や枚数が計算・選定されます。
10年前までは1枚240W程度でしたが、2023年現在は300w以上のパネルが主流であり、変換効率も13%程度だったものが、20%を超える水準まで高くなっており、性能が大きく高くなっております。
住宅用太陽光発電と産業用との違い
住宅用太陽光発電 (10kw未満)
自宅の屋根に10kw未満の太陽光パネルを設置し、発電した電気を自宅で自家消費することができ、蓄電池などと組み合わせる事で自家消費率や電気料金を大きく削減できます。余った電気を余剰売電制度で固定単価で10年間売電する事が出来ます。蓄電池は補助金が出ていることから、太陽光発電と蓄電池をセットで導入する方が大半です。
産業用太陽光発電 (10kw以上)
法人施設(工場・倉庫・病院・福祉施設)の屋根や敷地内に10kw以上の太陽光パネルを設置し、発電した電気を自家消費することができます。
住宅用と同じで蓄電池などには補助金が出ており、組み合わせる事で自家消費率や電気料金を大きく削減できます。
余剰売電する事も可能ですが、近年は脱炭素だけでなく、電気料金が高騰している為に完全自家消費目的で設置する方が多いのが特徴です。
住宅用太陽光発電の仕組み
太陽光発電は太陽光があたると発電しますので、南・東・西向きの屋根(カーポートの場合もあり)にパネルを設置します。発電した電気は基本的には自宅で電気を使用している場合は自動的に自家消費され、電気が余っている場合(発電量が自家消費量より多い場合)は各電力会社に売電する事ができます。近年は蓄電池とセットで導入する方が大半ですので、余った場合は売電するよりも、蓄電池に貯めるほうが経済メリットが高いために売電する方は減少しております。
これらの一連の売電のやり取りは全て自動で行われます。
※近年の蓄電池はAI技術が搭載されており、天気予報・各家庭の電気使用量・電気使用時間帯・電気料金プランを学習して、効率の良い充電を行います。
太陽光発電の電力の動きを順番に見ていきましょう。
①ソーラーパネルで発電
屋根上に設置したソーラーパネルは、太陽の明るさを電力へと変えます。この段階で生成される電気は直流形式であり、これをそのまま家庭の電気製品で使うことはできません。日常の家電での利用に適応させるためには、この電流を交流に変換する必要があります。
②パワー・コンディショナー(変換機器)
太陽光パネルが生成する直流電流(DC)を、家庭の電気機器が利用する交流電流(AC)に変換する機器となります。変換効率を最大化する為に、各パワコンの容量によって最適なストリング構成(直列×並列設計)が必要となります。
一般的には家庭用の場合は、単相型パワコンが使用され、産業用の場合は三相パワコンが使われます。
③屋内用の分電盤
分電盤とは、ブレーカーや漏電保護機器が収められた箱のことを指します。太陽光発電を活用する場合、専用の電源ユニットが不可欠です。このユニットは、変換器からの電力を受け取り、家庭内のコンセントや照明に電力を供給する役目を果たします。
④電力メーター
電力メーター(売電メーター)は、電力会社に電力を供給する際に、毎月電力会社へ供給した電力の量を正確に測定するための装置です。もちろん、各家庭には使用電力を測定する通常の電力メーターも設置されており、その上で毎月の消費電力と電気料金が算出されます。現在は、スマートメーターに本機能が搭載されており、電気使用量・売電量がデジタル化されております。
⑤蓄電池(※8割以上の方が太陽光・蓄電池をセットで見積り中)
太陽光発電で発電した電気だけでなく、電力会社から購入した電気を蓄電池には充電する(貯める)ことができ、電気が必要な時に放電して利用する事ができます。
近年は国・自治体より蓄電池に対して、大規模な補助金が出ており、太陽光発電と蓄電池を同時設置する方が全体の8割以上です。
蓄電池の容量は家庭で使用する電気使用量に合わせて小型(4kWh)・中型(7kWh)・大型(10kWh以上)まで様々なラインナップがあります。
※2018年以前に太陽光発電を設置した方で、売電期間10年を過ぎていない方が蓄電池を設置した場合はFIT価格が下がります。
FIT制度(全量・余剰買取制度)とは?
FIT制度(FIT: Feed-in Tariff)とは、再生可能エネルギー源(太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスなど)から発電された電力を、一定の期間、事前に設定された固定価格で電力会社が買い取る(売電できる)制度です。FIT制度は、再エネの導入拡大により、非化石電源(化石燃料を使用しない電源)を増やすことでCO2削減等の環境問題に貢献するだけでなく、国の地産地消エネルギーを増やすことで電源の安定化にも役立っております。
FIT制度について(経済産業省)FITはドイツ・イギリス・スペインなどのヨーロッパで先行して導入された制度となり、日本では、東日本大震災の翌年の2012年7月からFIT制度が開始されました。
この制度により、制度開始直後は太陽光の導入コストが高いこともあり、高い買取単価でスタートしたことにより、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの導入が急速に進みました。導入量が増えたことで、導入コストが年々下がり、買取単価も徐々に下落しております。
FIT(固定価格買取制度)のポイント
買取期間
- 住宅用太陽光発電(出力10kw未満)は10年間
- 産業用太陽光発電(出力10kw以上~50kw未満)は20年間(自家消費/営農業型太陽光発電に限る)
- 産業用太陽光発電(出力50kw以上~250kw未満)は20年間
- 産業用太陽光発電(出力250kw以上)は20年間(FIT価格は入札制度で決定)
買取価格
太陽光発電の買取価格は、太陽光発電の容量(住宅用・低圧・高圧)と条件(売電開始年度)により異なります。
買取対象
住宅用太陽光発電の場合は、余剰電力(発電電力-自家消費電力)が買取対象となり、産業用太陽光発電の場合は、余剰電力(発電電力-自家消費電力)か、発電した電力を全て売る(全量売電)を選択します。
2023年価格表(買取価格表)
10kW以上〜入札対象まで | 入札制度の対象規模 | |
2019年度 | 14円+税 | 500kW超 |
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2020年度 | 13円+税 ※地域活用案件 12円+税 ※50kW〜 |
250kW超 |
2021年度 | 12円+税 ※地域活用案件 11円+税 ※50kW〜 |
250kW超 |
2022年度 | 11円+税 ※地域活用案件(自家消費+営業型太陽光発電) 10円+税 ※50kW〜250kw未満 |
250kW超 |
2023年度 | 10円+税 ※地域活用案件(自家消費+営業型太陽光発電) 9.5円+税 ※50kW〜250kw未満 |
250kW超 |
調達期間 | 20年間 |
10kW未満 | 10kW未満 ダブル発電 | |||
出力制御対応機器 設置義務なし |
出力制御対応機器 設置義務あり※1 |
出力制御対応機器 設置義務なし※1 |
出力制御対応機器 設置義務あり※1 |
|
2019年度 | 24円 | 26円 | 24円 | 26円 |
2020年度 | 21円 | |||
2021年度 | 19円 | |||
2022年度 | 17円 | |||
2023年度 | 16円 | |||
調達期間 | 20年間 |
※1 北海道電力、東北電力、北陸電力、中国電力、四国電力、九州電力、沖縄電力の供給区域において、出力制御対応機器の設置が義務付けられます。
出典:経済産業省 資源エネルギー庁 『なっとく! 再生可能エネルギー 』FITがもたらすメリット
投資回収期間を考慮し売電価格が決定
FIT制度がもしなければ、住宅用・産業用ともに太陽光発電がここまで普及する事はありませんでした。
以前は太陽光発電の導入費用は高額でしたので、元が取れない商品であり、ローンなども充実しておりませんでしたが、FIT制度により、太陽光発電は元が取れるだけでなく、利益が取れる商品になり、金融機関なども積極的に融資するようになったことで爆発的に普及しました。
導入量が増えるにつれて導入コストも年々下がり、2010年以前は太陽光発電1kwあたり70万から100万円でしたが、2023年現在は1kwあたり16万円から20万円程度にまで下落しております。
これにより、住宅用FIT価格(売電単価)も2012年頃は42円/kWhでしたが、2023年現在は16円/kWhまで下がっております。
再生可能エネルギーの普及が促進
全世界的に脱炭素化に向けた動きが活発となり、日本においても脱炭素に向けて国・自治体・企業レベルでも再エネ導入が飛躍的に伸びております。
FIT制度前は再エネ比率は全エネルギーの10%程度でしたが、2016年には15%まで増加し、2022年には22%程度となり、10年間で2倍以上増えております。ただ、依然として石炭・火力・LNGなどの化石燃料が全体の6割以上を占めておりますので、全世界レベルでは化石燃料の割合は高い状態のままです。
太陽光発電のメリット
太陽光発電は世界的には導入コストが低く、CO2を排出しない再エネ電源として魅力的で世界中のあらゆる家庭・空地・農地・各法人施設などで導入されていますが、家庭レベルで太陽光発電を導入するメリットは何でしょうか?6つの代表的なメリットをご紹介します。
1電気料金が大幅削減できる
2022年から2023年にかけて為替・LNG価格の高騰を受けて電力会社が大幅に電気料金を値上げしましたが、太陽光発電を導入すれば電気料金0円も夢ではありません。
2022年の冬場に電気料金が5万から8万になったニュースもよく報道されましたが、外部の電気料金値上げや一生支払い続ける電気料金から解放されます。
蓄電池などを設置する事で、夜間(市場連動プランに加入する方は電気料金が底値の時)に安い電気を充電する事も可能です。
【光熱費の節約額 計算方法】
光熱費の節約額=売電金額+自家消費により削減した電気料金額
2余った電気は売買可能(固定価格買取制度を利用)
家庭用太陽光発電システムでは、使用しきれなかった電気を電力会社に販売し、追加の収入を得ることができます。固定価格買取制度が適用される10年の間、電力の消費を抑え、売電する量を増やすと収益が上がります。つまり、10年間太陽光発電設置するだけで、収入を得ることができるのです。基本的には太陽光パネルは25年の出力保証がありますので、11年目以降も発電し続けます。この電気も各電力会社が出している売電プランに加入する事で売電が可能です。
3停電時でも安心の電力供給
万が一の停電でも、太陽光発電の自立運転機能を活用すれば、自分で電気を生み出すことができます。緊急時に必要な情報を取得するスマートフォンの充電や、蓄電池への電力供給など、停電時でも確実に電力を得ることができるのは、太陽光発電の強みです。実際、近年の自然災害による大規模停電の不安から導入を決めた方も多いです。
4ソーラーパネルは20年以上使える(故障が少ない)
ソーラーパネルの故障は、取り付けの際の不注意や、汚れや隙間が放置された結果、生じることが主な原因です。信頼性の高い施工業者を選ぶことや、定期的な点検・清掃を行うことで、多くの問題を未然に防ぐことが可能です。
5太陽光発電向けの電気料金プランがある
太陽光発電利用者向けの電気料金プランが提供されている。
太陽光発電を導入している家庭は、日中の高価な電力料金と夜間の低価な料金の「時間帯別電灯」プランを利用して、電気料金を節約できます。2016年の電力市場の自由化以降、新しい電力供給企業から、太陽光発電利用者専用の電気料金プランが提供され始めました。この制度のおかげで、ユーザーは発電と供給を異なる電力会社で選ぶこともできますし、近年は市場連動型電気料金プランも多数発表されているので、太陽光・蓄電池などを設置している方にはオススメです。
6蓄電池との組合せで電気代が実質ゼロ円に!?
完全自家消費は今まで実現がほとんど無理でしたが、蓄電池の導入コストが大幅に減少したことにより、太陽光発電で発電した電気を蓄電池に貯め、必要な時に自家消費する事が可能となりました。ただ、太陽光発電は天候に左右される為に、完全自家消費にする事は難しいですが、実質0円のような生活を目指す事は可能です。
太陽光発電のデメリット
太陽光発電は設置してから10年から20年使用するシステムとなりますので、その制約やリスクを知っておく必要があります。太陽光発電の利点とともに、その3つの大きな短所も理解することが重要です。
1安定して発電しない
太陽光発電は名前の通り、雨の日や夜間などは太陽光が発生していなければ全く発電しません。1年間を通して、安定的な発電量は見込めますが、発電量が多い月もあれば、低い月もある事を理解しましょう。
解決策設置する場所・角度によって発電量は異なりますので、導入前に販売店より年間の想定発電量のシミュレーションをもらいましょう。定期的なメンテナンス(パネル清掃)を5年に1度は行い、発電量の維持する事も重要です。
2将来的なパワコン交換費用が発生する
ソーラーパネル・パワコンには機器保証期間(15年間)がありますが、その保証期間を過ぎた場合で故障した場合は新規でパワコンは交換する必要が出てくるでしょう。ただ、15年後は現在の購入価格より安価になっていることが想定されます。
解決策購入時に各メーカーの保証期間・メーカー保証内容(出力保証は20年~25年・製品保証は15年)を確認する事が必要です。また、保証期間中に故障した場合の交換方法も事前に確認してもらいましょう。
3台風などの自然災害リスクがある
台風などの強風時には、飛んできたゴミや枝がパネルに当たり、ダメージを受けることが考えられます。落雷によりパワコンが故障する可能性もあります。
解決策質の高い施工を行うことで、多くのリスクを減少させることができます。信頼性のある業者の選定や、家の火災保険に太陽光発電の設備を含めることで、ダメージを最小限に抑えることが可能です。
太陽光発電は損をする?
本当にFIT価格(売電価格)が下落しているのに、元が取れるのか?
住宅用太陽光発電の売電価格は設置する年によって異なりますが、基本的には直近の導入コストを10年程度で元が取れるように計算されて、売電価格が毎年決定します。住宅用の固定買取期間は10年間なので、元が取れないと心配する必要性はありません。特に近年は電気料金の高騰により、元が取れる期間が短くなっています。
住宅用太陽光発電の卒FIT(卒フィット)とは?
「卒FIT(卒フィット)」は、太陽光発電で買取期間10年の終了を意味する言葉です。FIT制度では、10年間の買取期間が終了した後の売電の継続について、2019年ごろに社会問題化しました。2019年には約53万世帯で太陽光発電の売電期間が終了しましたが、同時期に多くの電力会社が卒FIT後の電気買取プランを続々発表し、国は蓄電池に対する大規模補助金を出したことから、蓄電池を設置する方・売電を継続する方に二極化しました。
「2019年の卒FIT(卒フィット)問題」のまとめ
①2009年かそれ以前に太陽光発電を設置した家庭は、2019年5月以降に売電期間が終了した
②買取期間終了後の売電価格が不確定だった
③2019年の11月と12月だけで53万件の卒FITユーザーが出現し、2023年までに約165万件・670万kWのユーザーが予想される。
買取期間終了後の選択肢としては?
- 補助金を活用して自家消費する(蓄電池の設置)
- 現在の電力会社への売電継続
- 他の新電力会社への売電先を切替
では一つずつ解説していきましょう。(以下は2023年時点の情報です。)
売電せず蓄電池を購入して自家消費(太陽光発電+蓄電池の設置)
023年時点で多くの卒FITユーザーの選択肢は蓄電池を設置して自家消費する事です。蓄電池を設置する事で、太陽光発電で発電した電気を蓄電池に貯めて、電気料金が高い時に自家消費する方法です。この背景としては、電気料金の大幅な高騰により、高い電気料金をこれ以上購入したくないという点と、売電できる単価が大幅に安くなる為に、売電するよりも自家消費する方が経済メリットが高いと判断しているからです。それを後押しするように、国・自治体から大規模な蓄電池に対する補助金が出ており、政府としては安定電源・分散電源・災害の観点から蓄電池を推奨しております。
以下は2023年度の国からの補助金内容です。
- 電力需給ひっ迫等に活用可能な家庭・業務産業用蓄電システム導入支援事業(予算:40億円 最大補助:60万円/1台)
- 蓄電池等の分散型エネルギーリソースを活用した次世代技術構築実証事業費補助金(予算:40億円 導入費用の3分の1)
これらの補助金は蓄電池のみが対象ですが、太陽光発電と蓄電池をこれから設置する場合だけでなく、10年の売電期間を終了した方で蓄電池を設置する方も対象となります。
また、国だけでなく全国各地の自治体からも蓄電池に対する補助金が出ておりますが、東京都に限っては導入費用の4分の3以内で最大120万円の補助があります。
これだけ多くの補助金が国・自治体から出ている為に、蓄電池が安価に設置できる環境が整っている状況であり、卒FITユーザーにとっては有力な選択肢です。
太陽光発電と合わせて、蓄電池の見積り、シミュレーションを出してもらい検討してみてはいかがでしょうか?
太陽光発電設置済みの方は、家庭用・産業用蓄電池の無料一括見積りサイト『タイナビ蓄電池』で蓄電池の見積りを複数社(最大5社)取得することできます。
現在の電力会社に売電する
FIT制度を利用して売電を行っている家庭の多くは、主要な電力会社、例えば北海道電力や東京電力エナジーパートナーなどへの売電が主流となっています。2019年の中頃から、これらの電力会社は卒FITを迎える利用者に向けた新たな料金プランの提供を開始しました。しかしながら、2023年には電気料金が大きく上昇し、これに伴い、家庭は大手電力会社への売電よりも、余った電力を蓄電池に蓄えて自家消費する方法を選ぶケースが増加しています。この変化により、大手電力会社への売電を継続する選択の経済的な魅力は年々低下しています。
他の新電力に売電する
大手電力会社以外にも、卒FITユーザー向けに余剰電気料金の買取プランを発表しております。傾向としては、大手電力会社より、若干高い単価となっております。
太陽光発電の未来
住宅用
これから新築を建てる方
ZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)は、エネルギーを全て自家消費する家です。高い省エネ性能により、冷暖房や照明の電気代が削減され、長期的に家計をサポートします。太陽光発電も搭載することで、光熱費を実質0円に近づけることが可能です。
既存の住宅
AIやIoT(モノのインターネット)を活用した自家消費型の太陽光発電システムが普及しています。これにより、不要なエネルギーの消費を削減し、より快適な生活を実現できます。
その他
EV(電気自動車)やPHV(プラグインハイブリッド自動車)は、ガソリン代よりコストを抑えた電気で動きます。太陽光発電での充電により、燃料費をほぼゼロにすることが可能。さらに、これらの車の電気を家庭用として利用するシステムも存在し、蓄電池の役割も果たします。2030年にはEV普及率が50%程度に達すると予測されています。
産業用 オフィスビル・工場・病院など
電気代を削減を目的とした太陽光発電の導入
法人施設への太陽光発電導入は加速度的に増えており、脱炭素の流れだけでなく電気料金の大幅高騰や電気料金プランが市場連動型プランへ移行したことにより、自家消費率を高めて電気料金を安くする動きが増えています。
脱炭素を目的とした太陽光発電の導入
企業活動で排出するCO2排出量を削減する脱炭素化の動きとして、再エネ電源の購入だけでなく、再エネ電源を自社で持つ事が求められています。脱炭素化は企業のブランド価値を高めるだけでなく、投資家に対する魅力も増します。環境対応を含めた「ESG投資」という考え方が、特に海外で注目を集めていることから、企業の持続可能な取り組みは投資の価値としても評価されています。
自家消費には税制優遇が適用可能
自家消費目的で太陽光発電を導入する場合には、税制優遇があります。2023年時点は「中小企業経営強化税制」により、即時償却や税額控除が使えます。※適用期限:令和7年3月31日(2025年3月31日)