太陽光発電の発電量目安と電気を効率的に作る方法【2024年最新版】

国からも推奨される発電方法である太陽光発電ですが、「1日の発電量については理解できていない」という方も多いのではないでしょうか。
この記事では太陽光発電による1日の発電量や太陽光パネルの素材、効率的に発電するためのポイントをまとめて解説します。太陽光発電の導入を検討中の方は、ぜひ参考にしてください。

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まずは、発電量の単位や計算方法を含めて太陽光発電で1日に発電できる量について解説していきます。

太陽光発電では「kW（キロワット）」と「kWh（キロワットアワー）」の2つの単位が用いられます。「kW」は電力そのものを表す単位で、数値が大きくなるとそれだけエネルギーの量も大きいという意味を持ちます。一方で「kWh」は1時間あたりの電力量を表す単位で、「電力量10kWの家電を1時間使用するには10kWhが必要」といったように使用されるようです。

発電量の計算は1日の平均日射量（kWh/m2）と年間の予想発電量（kWh）、太陽光発電のシステム容量（kW）、損失係数を用いて求められます。損失係数は日本では0.85が平均として用いられています。
＜発電量を求める計算式＞
・1日あたりの発電量
1日の平均日射量（kWh/m2）×太陽光発電のシステム容量（kW）×損失係数（0.85）
・年間の発電量
1日の平均日射量（kWh/m2）×太陽光発電のシステム容量（kW）×損失係数×365÷1

太陽光発電の目安は1日あたり2.5～3.8kWh/kWと言われていますが、当然ながら太陽光発電による発電量は日射量や気温の変化による影響を受けるものです。日射量は季節によって変動するだけでなく、地域によっても大きく異なります。太陽光発電によって発電できる量は、季節だけでなく地域によっても違いが生まれることを覚えておくとよいでしょう。

「変換効率」とは、吸収した太陽光エネルギーを電気エネルギーへ変換する効率のことです。太陽光パネルで吸収しただけでは太陽光エネルギーを電気として使用できないため、電気エネルギーへの変換が必要となりますが、その際には必ずロスが生まれます。
しかし、変換効率に優れた太陽光パネルを使用すればより多くの電力を生み出すことが可能。太陽光パネルを導入する際には、必ず変換効率も確認するようにしましょう。

変換効率は太陽光パネルの素材によっても変化するものです。ここからは、太陽光パネルに使用されている3つの素材について解説します。

太陽光パネルに使用されている素材の中で、もっとも長い歴史を持つのがシリコン系の素材です。シリコン系素材が用いられた太陽光パネルの変換効率は約9〜20%で、シリコンの中でも種類によって数値が変動します。
シリコン系の素材は「結晶系」「薄膜系」に分けられ、前者は変換効率が高いものの、比較的高価な傾向にあるのが特徴です。一方で薄膜系は導入コストは抑えられますが、変換効率も低いため費用対効果を十分に検討することをおすすめします。

化合物系はシリコン系に次いで太陽光パネルに使用されている素材で、変換効率は11〜13%ほど。主に「CIS（銅・インジウム・セレン）」「CIGS（CIS＋ガリウム）」「CdTe（カドミウム・テルル）」「GaAs（ガリウム・ヒ素）」の4種類があります。
GaAsは発電効率が25%と高いものの、非常に高額なことから一般消費者向けにはほとんど製造されていません。

有機系は「有機薄膜」と「色素増感」に分けられ、前者は導電性ポリマーやフラーレンなど有機系の材料、後者は参加チタンや酸化亜鉛などを使用しているものが多く見られます。変換効率は有機薄膜が約8%、色素増感が約11%とほかの素材と比較すると低いものの、いずれも製造が容易かつコストも安価なことから実用化へ向けた研究が進められています。
なお、量子ドット太陽電池は変換効率が理論上75%と高いですが、研究途上で実用化にはいたっていません。

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ここからは、効率的に発電するためのポイントを解説していきます。

太陽光パネルを設置する際には、周囲に遮蔽物がないかどうかを事前に確認しておきましょう。周囲に高い建物や電柱があると影ができ、発電効率が著しく低下してしまうおそれがあるからです。今後の建設予定の有無まで確認しておくとより安心でしょう。周囲に高い建物や電柱がなく、将来的な建設予定のない場所であれば中長期的に効率的な発電が見込めます。

太陽光パネルの設置にあたっては、その角度も重要なポイントの1つです。垂直に太陽光を受ける場合と、ななめに太陽光を受ける場合では発電効率に嵯峨生まれてしまいます。太陽光パネルを設置する場所の傾斜をよく確認した上で設置を進める必要があるでしょう。
なお、架台によって角度の調整も可能ではありますが、限度があるため怠らないようにしてください。

太陽光パネルは屋外に設置されるため、紫外線による劣化や天候・動物による付着物、汚れ、傷などの影響によって発電効率が低下してしまう可能性があります。定期的にメンテナンスを行うことで、これらを取り除きながら発電効率を保つことができるでしょう。
メンテナンスには費用がかかりますが、長期的に太陽光発電を利用するためには欠かせない要素だと覚えておきましょう。

ここまで、太陽光発電の発電量目安と太陽光パネルの種類、太陽光発電で電気を効率的に生み出すポイントについて解説してきました。太陽光発電は環境保護にもつながる発電方法であることから、国の助成金や税制優遇の対象になる場合も少なくありません。しかし、効率よく発電するためには正しく設置することが大切なのも事実です。
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