太陽光発電を設置のデメリット・発電効率の悪さ
太陽光発電を設置することのデメリットの３番目、一般的に発電効率が悪いと言われている点についてです。
実は、太陽光発電のデメリットについての記事の中で、
初期投資が必要となるの中では発電効率が悪いと記載しました。
一方で、
発電量の不安定さでは発電効率がよくなっていると記載しました。
一体どちらなんでしょうか・・・？
よくニュースや新聞、雑誌等で言及されていますが、
太陽光発電は一般的に見て、エネルギーに対しての発電効率が悪いと言われています。
メーカーや素材によっても大きく異なりますが（※最下段太陽光発電の発電効率について参照）、
エネルギー変換率は一般的に大体１５％前後と言われています。
太陽熱温水器などがエネルギー効率５０％と言われているのに比べても格段に低い値となります。
どういうことかというと、太陽光発電の照射エネルギーを１００受けてたとした時、
電気に変換できるのはおおよそ１５だということです。
つまり、得たエネルギーの１５％しか電力に変換することができないということになります。
では、このことのどこがいけないのでしょうか？
実際に降り注ぐ太陽光エネルギーは無料で得ることができるわけなので、
発電効率が悪くてどんなデメリットがあるのでしょうか？
※※年度内導入を検討の方へ※※
2016年度（平成28年度）買取価格の適用を受けての太陽光発電導入は、すでに受付を終了しました。今後検討される方については、2017年度以降の固定価格買取制度が適用となります。どう検討していけばよいか、下記ページをご覧頂けるとスムースですので、ご参照ください。
【1】発電効率が悪いために、広いスペースが必要になるということなんです。
つまり、限られた屋根の上というスペースを、
より有効利用するためには効率を上げることが望ましいということです。
太陽光発電は設置面積によって、導入できる容量が異なってきます。※1
当然、広ければ広いほど、多くのパネルを設置することができます。
逆に、同じ面積であったとしても、屋根の形状によって設置できる枚数も変わってきます。
以上のことから、きちんと現場調査をすることが大切になります。
※1 太陽光発電は、1メートル四方のパネル（メーカーによって異なります）を
設置場所の面積や希望する発電容量に応じて、複数枚敷き詰めて設置します。
つまり、設置容量は設置場所の面積に敷き詰めることができるパネルの枚数で変わるわけです。
1メートル四方程度のパネルは、0.25ｋＷ程度です。
よって例えば4ｋＷの太陽光発電を設置しようと思えば、0.25ｋＷのパネルを16枚、
おおよそ16平米くらいの屋根面積が必要になります。
設置場所の面積や希望する発電容量に応じて、複数枚敷き詰めて設置します。
つまり、設置容量は設置場所の面積に敷き詰めることができるパネルの枚数で変わるわけです。
1メートル四方程度のパネルは、0.25ｋＷ程度です。
よって例えば4ｋＷの太陽光発電を設置しようと思えば、0.25ｋＷのパネルを16枚、
おおよそ16平米くらいの屋根面積が必要になります。
【2】費用対効果の問題です。発電量は費用対効果に直結します。
極力費用を抑えて、効果を上げることが望まれるわけですが、効率が悪いと効果を上げられません。
※詳しくは、太陽光発電て費用はいくらかかるの？最安値で設置するための秘訣！をご覧ください。
よって、発電効率が低いということがデメリットになるということです。
以上のことから、やはりポイントになることは費用対効果ということが挙げられるでしょう。
もし仮に技術が上がり発電効率が良くなるのを待って導入したとして、
それだけ多く発電したとしても、初期費用がそれ以上に大きくなっては意味がありません。
また、2012年は少なくともある程度まとまった補助金が用意されていますし、向こう１０年間の売電の助成も約束されています。
そのあたりも勘案して、費用対効果を見極めて頂きたいと思います。
やはりポイントとなるのは、費用対効果、つまり採算性なのです。
初期費用 ÷ 発電金額 ≦ １０
太陽光の設備認定と電力売電権利をお売り下さい。
太陽光発電の発電効率についてまとめ
太陽光発電は、一般的に発電効率が悪いといわれています。
それは、太陽光エネルギーを「電気」に変換するためだといわれています。
※具体的な発電のメカニズムについては、太陽光発電のしくみをご覧ください。
例えば、太陽熱利用の場合は、太陽光エネルギーを「熱」として直接エネルギーとして活用するのに対して、
太陽光発電の場合は、太陽光エネルギーをシリコンを使って、電気エネルギーにして活用するためです。
つまり、熱エネルギーとして利用する場合に比べて、太陽光を有効に活用できないということになるのです。
太陽光発電は、素材によって発電効率が違うといわれています。
現状もっとも発電効率がよい素材は、単結晶シリコンによって作られるパネルです。
その次が多結晶やハイブリッド型（薄膜系）、ＣＩＳなどがあげられます。
※さまざまな素材の特性については、太陽光発電の単結晶と多結晶の違い太陽光発電のしくみをご覧ください。
それぞれ、製品改良が続けられているため、発電効率は少しずつアップしていますが、
もっとも古くからある単結晶シリコンがもっとも高い発電効率で、20.1パーセントのものがあります。
アメリカのサンパワー社製のもので、日本では東芝がＯＥＭで販売しています。
ただし、大きなシリコン結晶を利用するため単結晶シリコンは高価になりがちで、
その他の素材よりもワンランクグレードが高いイメージとなります。
先に出たアメリカ・サンパワー製の太陽光パネルが現状もっとも発電効率が高い製品となります。
その他、パナソニックのハイブリッド型太陽光パネルで19.1パーセント、
長州産業の単結晶で16.6パーセント、シャープ製の単結晶17.2パーセント、
京セラ多結晶13.7パーセントなどになります。
ただし、発電効率はある一定の条件下における発電効率を表すものなので、
日常の環境において必ずしも合致するものではありません。
例えば、一般的に太陽光パネルは「熱」に弱いという特性があるため、
夏は発電効率は落ちやすくなります。※2
その場合、同じ条件下で実験したら、例えば東芝よりも京セラのほうが多く発電した、
なんていうこともままあるので、きちんとした発電シミュレーションを取得した上で、
個別に検討することが何よりも大切になります。
そういう意味で、実発電量Ｎｏ．1と評判が高いのがソーラーフロンティアといわれています。
それは、太陽光エネルギーを「電気」に変換するためだといわれています。
※具体的な発電のメカニズムについては、太陽光発電のしくみをご覧ください。
例えば、太陽熱利用の場合は、太陽光エネルギーを「熱」として直接エネルギーとして活用するのに対して、
太陽光発電の場合は、太陽光エネルギーをシリコンを使って、電気エネルギーにして活用するためです。
つまり、熱エネルギーとして利用する場合に比べて、太陽光を有効に活用できないということになるのです。
素材やメーカー毎の発電効率についての違い
素材別の発電効率について
太陽光発電は、素材によって発電効率が違うといわれています。
現状もっとも発電効率がよい素材は、単結晶シリコンによって作られるパネルです。
その次が多結晶やハイブリッド型（薄膜系）、ＣＩＳなどがあげられます。
※さまざまな素材の特性については、太陽光発電の単結晶と多結晶の違い太陽光発電のしくみをご覧ください。
それぞれ、製品改良が続けられているため、発電効率は少しずつアップしていますが、
もっとも古くからある単結晶シリコンがもっとも高い発電効率で、20.1パーセントのものがあります。
アメリカのサンパワー社製のもので、日本では東芝がＯＥＭで販売しています。
ただし、大きなシリコン結晶を利用するため単結晶シリコンは高価になりがちで、
その他の素材よりもワンランクグレードが高いイメージとなります。
メーカー別の発電効率について
先に出たアメリカ・サンパワー製の太陽光パネルが現状もっとも発電効率が高い製品となります。
その他、パナソニックのハイブリッド型太陽光パネルで19.1パーセント、
長州産業の単結晶で16.6パーセント、シャープ製の単結晶17.2パーセント、
京セラ多結晶13.7パーセントなどになります。
ただし、発電効率はある一定の条件下における発電効率を表すものなので、
日常の環境において必ずしも合致するものではありません。
例えば、一般的に太陽光パネルは「熱」に弱いという特性があるため、
夏は発電効率は落ちやすくなります。※2
その場合、同じ条件下で実験したら、例えば東芝よりも京セラのほうが多く発電した、
なんていうこともままあるので、きちんとした発電シミュレーションを取得した上で、
個別に検討することが何よりも大切になります。
そういう意味で、実発電量Ｎｏ．1と評判が高いのがソーラーフロンティアといわれています。
※2 太陽光発電は、太陽光エネルギーが強く照射されるほどたくさん電力を発電します。
そのため日照時間が長い夏に、もっともたくさん発電すると思われる方が多いです。
しかし、太陽光パネル内部は日光によって温度が80度以上にも達することがあります。
高温になると、シリコンインゴットの出力電圧が低下するため太陽光パネルの発電効率は落ちることになります。
そのため一年のうちのもっとも発電量が多い時期は、場所にもよりますが4～5月といわれています。
また単結晶や多結晶などのパネルに比べると、ＣＩＳの太陽光パネルは、高温時の発電効率の低下の幅が小さいため、
ソーラーフロンティアのパネルがもっとも実発電量が多いといわれているのです。
注）高温によって出力電圧が低下するのは、シリコン内部の禁制帯が広くなることが原因です。
そのため日照時間が長い夏に、もっともたくさん発電すると思われる方が多いです。
しかし、太陽光パネル内部は日光によって温度が80度以上にも達することがあります。
高温になると、シリコンインゴットの出力電圧が低下するため太陽光パネルの発電効率は落ちることになります。
そのため一年のうちのもっとも発電量が多い時期は、場所にもよりますが4～5月といわれています。
また単結晶や多結晶などのパネルに比べると、ＣＩＳの太陽光パネルは、高温時の発電効率の低下の幅が小さいため、
ソーラーフロンティアのパネルがもっとも実発電量が多いといわれているのです。
注）高温によって出力電圧が低下するのは、シリコン内部の禁制帯が広くなることが原因です。
デメリット３・絶対的な発電効率が悪いということ｜太陽光発電アドバイザー公式情報サイト関連ページ
- デメリット１・比較的高額な初期投資
- 太陽光発電を設置することの10つのデメリットのうちの１番目比較的高額な初期投資が必要であるという点についてお伝えしています。
- デメリット２・天候に左右されるため発電量が不安定であること
- 太陽光発電を設置することのデメリット・発電量が天候に左右されるなど不安定な点について説明しています。
- デメリット４・定期的なメンテナンスが必要になりコストと手間がかかる
- 太陽光発電は機械設備のため、メンテナンスをしなければ発電効率が低下したり、最悪の場合故障してしまうこともあります。最低でもメーカー保証が10年はあるので、大丈夫ですが修理や交換に伴う機会ロスをなくすためにもメンテナンスは不可欠となります。これは大きなデメリットの一つといえるかもしれません。
- デメリット５・太陽光電池を設置する際の面積の問題
- 太陽光発電のデメリットとしてあげられるものとして、太陽光発電を設置する際に、一定以上の面積が必要になるということがあげられます。10ｋW以上だとさらにその条件は厳しいものとなってきます。ここでは、設置場所の面積の問題について解説したいと思います。
- デメリット６・今あるお金が減る未来への投資であること
- 太陽光発電は、今あるお金を投資して、将来のリターンを得るという側面を持っています。結果、今使えるお金は減ってしまうというデメリットがあるのです。ここでは、必要となる初期投資の考え方をまとめています。
- デメリット７・電磁波のリスク
- 太陽光発電を導入する際に、必ず導入する機器の一つパワーコンディショナーは電磁波を発します。電磁波が人体に与える影響は、根本的にはまだわかっていな部分があるので、ひとつのデメリットと捉えて対策することが必要です。
- デメリット８・出力抑制による売電量の減少
- 太陽光発電のデメリットの８番目は、パワーコンディショナーの出力抑制・電圧抑制機能により、売電量が減少する可能性があることです。あまり聞きなれない言葉ですが、リスクとして大いにありうることですので、しっかりと抑えて頂けたらと思います。
- デメリット９・パネル製造時の環境負荷
- 太陽光発電を設置することのデメリット・一般的にパネル製造時の環境負荷について説明しています。確かに稼働することで、温室効果ガスの排出低減に寄与しますが、パネル製造時、廃棄時に大きな負担を強いることになります。