太陽光発電の発電量はどれくらい?発電量の計算式を1日あたりまで詳しく解説!

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太陽光発電が業者に言われた通りの発電のになるのか、不安に感じますよね。

でも、安心してください。

この記事を読めば太陽光発電がどれぐらいの発電量になるのか簡単に計算することができるようになります。
「kWとkWhの違い」や「1日あたりの発電量」についても解説しています。

もし内容が難しければ、条件を入力するだけで発電量がわかるシミュレーションも用意しています。

太陽光発電を設置してから「思ったよりも発電しない」といったことにならないように、この記事を読んで自分でも発電量を確かめてみましょう。

太陽光発電の経済メリットは発電量で決まる

太陽光発電は太陽光で電気を発電し、自宅で使用することで電気代を削減し、余った電気を電力会社に売ることで売電収入を得ることができます。

では、この『電気代削減』と『売電収入』の2つの経済メリットの大きさが何によって決まるのかというと、それは「発電量」です。

つまり、太陽光発電の経済メリットはすべて発電量によって決まるということです。

太陽光発電の年間発電量は1kWあたり1,000~1,200kWhが目安

では、具体的に太陽光発電が年間どれぐらいの発電量を生み出すことができるのでしょうか。

一般的には太陽光発電の年間発電量は1kWあたり1,000kWhが目安と言われています。

また、経済産業省の資料によると、10kW未満の太陽光発電の平均的な年間発電量は1191kWhというデータもとれているようです。

年間発電量をざっくりと計算するときには、「手堅く考えるのであれば1kWあたり1,000kWh」「実際の発電量に近い数字で考えるのであれば1 kWあたり1,200kWh」で考えるようにしましょう。

平成31年度以降の調達価格等に関する意見(案)|平成31年1月9日(水)調達価格等算定委員会
「2017年10月から2018年9月の間に収集したシングル発電案件の平均値な設備利用率13.6%」より算出

kWキロワットkWhキロワットアワーの違い

kWキロワットkWhキロワットアワーの違いについてはちゃんと把握していますか。

少しややこしいポイントなのでここで解説しておきます。

kWキロワットとは何か?

kWキロワットとは「瞬間的に発電する電気の大きさ」及び、「瞬間的にどれくらい発電する能力(出力)を持っているか」を表しています。

太陽光発電の設置容量はkWキロワットで表されますが、kW数が大きければ大きいほど、たくさん発電する「能力(出力)」を持っているということになります。

ちなみに、太陽光発電の設置容量には以下の2種類があります。

  1. 太陽光パネルの容量の合計
  2. パワコンの容量の合計

多くの場合、設置容量は「1.設置する太陽光パネルの容量の合計」を指していますが、「2.パワコンの容量の合計」を表していることもあります。

また、経済産業省に申請をするときには、2種類の設置容量のうち、小さい方の値で申請するといったルールもあります。

混同してしまい、「太陽光パネルとパワコンの容量を比較していた」といったことにならないように注意しましょう。

kWhキロワットアワーとは何か?

kWキロワットが「瞬間的に発電する電気の大きさ」と「どれくらい発電する能力(出力)を持っているか」を表していたのに対して、kWhキロワットアワーは実際の発電量を表しています。

では、具体的に1kWhがどれぐらいの発電量なのかというと、1kWの発電を1時間続けることで得られる発電量が1kWhです。

つまり、「瞬間的な発電に『時間をかけて』発電量を表したのがkWhキロワットアワーということです。

kWとkWhの違いは勘違いしやすいポイントなので、しっかり理解しておくようにしましょう。

太陽光発電の発電量と収支のシミュレーション

発電量の細かい計算方法を確認する前に、シミュレーションを確認してみましょう。

シミュレーションを確認していただければ、実際に太陽光発電を設置したときに「どれぐらいの発電量で、どれぐらいの収支になるのか」がイメージしやすいかと思います。

愛知県で太陽光発電を設置した場合の収支と発電量シミュレーション

電気代削減(年間) 売電収入(年間) 導入メリット(年間)
21,394円 162,999円 184,393円

収支シミュレーション(万円)

設置費用がどのように回収されるかを示したグラフです。

年数費用導入メリットメリット(累計)
0年目162.5万円(設置費用)0.0万円0.0万円
1年目-18.4万円18.4万円
2年目-18.4万円36.8万円
3年目-18.3万円55.2万円
4年目2万円(点検費用) 18.3万円71.5万円
5年目-18.2万円89.7万円
6年目-18.2万円107.9万円
7年目-18.1万円126.0万円
8年目2万円(点検費用) 18.1万円142.1万円
9年目-18.0万円160.2万円
10年目(設置費用の回収完了) 18.0万円178.2万円
11年目-9.4万円187.6万円
12年目2万円(点検費用) 9.4万円194.9万円
13年目-9.3万円204.3万円
14年目-9.3万円213.6万円
15年目-9.3万円222.9万円
16年目2万円(点検費用) 9.3万円230.2万円
17年目20万円(パワコン交換) 9.3万円219.4万円
18年目-9.2万円228.7万円
19年目-9.2万円237.9万円
20年目2万円(点検費用) 9.2万円245.1万円
(20年目以降もメリットは出続けます)
・設置費用は相場価格(2019年4月改定)をもとに算出。
・回収年数=設置費用÷導入メリット
・売電価格:24円/kWh(2019年度中に設置の場合)
・11年目以降の売電価格:11円/kWhと仮定。
・買電価格:26円/kWhを仮定(一般的な家庭の買電価格)
・4年ごとに訪問点検費用2万円を計上
・17年目にパワコン交換費用20万円を計上(20万円/台×1台)
・毎年0.27%ずつ発電量が劣化していくと仮定。
実際の発電量や設置費用は、屋根の方角や勾配、屋根材などによって変わります。
正確な発電量シミュレーションが必要でしたら見積り依頼をしてください。

発電量シミュレーション(kWh)

発電量(年間) 自家消費量(年間) 売電量(年間)
7,614kWh 823kWh 6,792kWh

1年間に毎月どれくらい発電するかを示したグラフです。
太陽エネルギー(日射量)のデータには国が提供している過去29年間の平均データを使用しています。

発電量の内訳
項目 1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月
日数312830303130313130313031
日射量 3.494.064.494.904.814.284.354.833.953.793.383.31
出力 6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW6.05 kW
温度損失率 5.2%5.2%5.2%7.7%7.7%10.3%10.3%10.3%10.3%7.7%7.7%5.2%
パワコン損失率 4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%4.5%
その他損失率 5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%5.0%
発電量 563.2591.8701.2744.4755.1632.0663.8737.0583.3595.0513.5534.2
電気代 10,00010,00010,00010,00010,00010,00010,00010,00010,00010,00010,00010,000
日中使用割合 20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%20%
日中電気使用量 68.668.668.668.668.668.668.668.668.668.668.668.6
売電量 494.6523.2632.6675.8686.5563.5595.2668.5514.7526.4444.9465.6
発電量の計算式
発電量の計算式

標準日射強度:1,000kW/m²

このシミュレーションは全国平均の相場価格をもとに、各メーカーの公表値を使って発電量を計算し、収支のシミュレーションを表示しています。

シミュレーションの『回収年数』というのは太陽光発電を設置することで得られる経済メリットの累計が設置費用を上回る年数、つまり元が取れる年数を表しています。

固定買取期間が終了する11年目以降は売電価格を11円と想定してシミュレーションしています。

また、このシミュレーションでは20年目までの収支を算出していますが、多くのメーカーがパネルの出力保証を25年で設定していることから考えると、太陽光発電は25年以上使える可能性が高いです。

その場合には、更に経済メリットが積み増されることになります。

ソーラーパートナーズにお見積り依頼をいただいた方には、シミュレーションソフトのkW数や価格を自由に変更して、簡単に収支を計算できるパスワードもお伝えしています。
ご希望の方はお気軽にご依頼ください。

太陽光発電の発電量はどうやって計算するのか?

「シミュレーションソフトではなく、自分で予測発電量を計算したい」という方に向けて、計算方法を説明します。

太陽光発電の発電量の計算式は、NEDO(独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構)が発行している太陽光発電導入ガイドブックに、下記のように記載されています。

年間予測発電量の算出

そのシステムの年間予測発電量(kWh/年)は、次の式で概算できる。ただし、実際の日射量は、平年値とは異なることもあり、さらに、設置環境(影などの影響)や採用する機器により損失係数が異なることなどの要因があるため予測発電量は、あくまでも目安です。

Ep = H × K × P × 365 ÷ 1

Ep: 年間予想発電量(kWh/年)
H: 設置面の1日あたりの年平均日射量(kWh/m²/日)
K: 損失係数・約73%(モジュールの種類、受講面の汚れ等で多少変わります。)
 ・年平均セルの温度上昇による損失・約15%
 ・パワーコンディショナによる損失・約8%
 ・配線、受光面の汚れ等の損失・約7%
P: システム容量(kW)
365: 年間の日数(日)
1: 標準状態における日射強度(kW/m²)

出典: NEDO 技術開発機構太陽光発電導入ガイドブック

つまりわかりやすく言うと、太陽光発電の予測発電量は、
予測発電量=太陽光パネルの発電量 × システムによるロス
によって求めることができるということです。

ではこれらを実際に計算してみましょう。

太陽光パネルの発電量

先ほどの式で考えると、太陽光パネルの発電量は以下の部分です。

Ep = H × K × P × 365 ÷ 1

Ep: 年間予想発電量(kWh/年)
H: 設置面の1日あたりの年平均日射量(kWh/m²/日)
K: 損失係数・約73%(モジュールの種類、受講面の汚れ等で多少変わります。)
 ・年平均セルの温度上昇による損失・約15%
 ・パワーコンディショナによる損失・約8%
 ・配線、受光面の汚れ等の損失・約7%
P: システム容量(kW)
365: 年間の日数(日)
1: 標準状態における日射強度(kW/m²)

『H:設置面の1日当たりの年平均日射量』についてはNEDO(独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)が1981年~2009年の29年間の平均データを方位別、角度別、地点ごと、月ごとに開示してくれています。

日射に関するデータベース|NEDO

データベースによると例えば以下の条件の場合、

  • 地点:東京都八王子
  • 屋根方位:真南
  • 屋根角度:30度(約6寸)

『H: 設置面の1日当たりの年平均日射量』は3.88kWh/m²/日です。

また、国の統計によると昨年度(2018年度)の太陽光発電の平均システム容量は5.0kWでしたので、ここでは『P: システム容量』は5.0kWとします。

ここに、残りの『365: 年間の日数』『1: 標準状態における日射強度』を掛け合わせると、太陽光パネルの発電量は、
太陽光パネルの発電量=3.88kWh/m²/日 × 5.0kW × 365 × 1kW/m² = 7,081.0kWh
となります。

システムによるロス

太陽光発電は発電する際に多少システムによるロスが発生しています。

システムによるロスは以下の3つに大別できます。

  1. 年平均セルの温度上昇による損失
  2. パワーコンディショナによる損失
  3. 配線、受光面の汚れ等の損失

先ほどの式で考えると、システムによるロスは以下の部分です。

Ep = H × K × P × 365 ÷ 1

Ep: 年間予想発電量(kWh/年)
H: 設置面の1日あたりの年平均日射量(kWh/m²/日)
K: 損失係数・約73%(モジュールの種類、受講面の汚れ等で多少変わります。)
 ・年平均セルの温度上昇による損失・約15%
 ・パワーコンディショナによる損失・約8%
 ・配線、受光面の汚れ等の損失・約7%
P: システム容量(kW)
365: 年間の日数(day)
1: 標準状態における日射強度(kW/m²)

出典: NEDO 技術開発機構太陽光発電導入ガイドブック

『K:損失係数』についてはNEDOの資料では約73%と書かれていますが、損失係数は各メーカーによって異なります。
どのメーカーも発電量のロスを少なくするために技術開発を進めていますので、現在ロスはかなり少なくなっています。

1.年平均セルの温度上昇による損失

太陽光パネルは熱に弱いので、温度が高いと発電能力が下がります。
これが温度上昇によるロスです。

メーカー別 温度上昇による損失 一覧

(2019年4月改定)
メーカー
(型式)
年間平均ロス夏期ロス春秋期ロス冬期ロス
東芝(エクセレント)
TOSHIBA

(SPR-E20-250)
4.6% 7.4% 4.6% 1.7%
東芝(GXシリーズ)
TOSHIBA

(TGX-280PM-WHT-J)
4.6% 7.4% 4.6% 1.7%
東芝(プレミアム大型)
TOSHIBA

(SPR-X22-360)
4.6% 7.4% 4.6% 1.7%
東芝(プレミアム標準)
TOSHIBA

(SPR-X21-265)
4.6% 7.4% 4.6% 1.7%
ソーラーフロンティア(標準タイプ)
SOLAR FRONTIER

(SFK185-S)
7.3% 10.0% 7.0% 5.0%
パナソニック(HIT)
Panasonic

(VBHN252WJ01)
7.7% 10.3% 7.7% 5.2%
長州産業(HIT)
CIC

(CS-N245SJ03)
8.7% 11.6% 8.7% 5.8%
長州産業(Gシリーズ)
CIC

(CS-320G31)
9.9% 13.2% 9.9% 6.6%
シャープ(ブラックソーラー)
SHARP

(NQ-256AF)
11.2% 15.0% 11.0% 7.5%
長州産業(Bシリーズ)
CIC

(CS-274B61)
13.2% 17.6% 13.2% 8.8%
カナディアンソーラー(QUINTECH)
Canadian Solar

(CS6V-250MS)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
京セラ(エコノルーツ)
Kyocera

(KJ220P-3MRCG)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
京セラ(ルーフレックス)
Kyocera

(KJ260P-MPTCG)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
三菱電機(マルチルーフ)
MITSUBISHI

(PV-MA2500N)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
三菱電機(標準タイプ)
MITSUBISHI

(PV-MA2450N)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
ネクストエナジー(高出力タイプ)
Next Energy

(NER660M300)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
Qセルズ(Q.ANTUM)
Q.cells

(Q.PEAK-G5.1 310)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
シャープ(多結晶タイプ)
SHARP

(ND-175AC)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
シャープ(単結晶タイプ)
SHARP

(NU-226AH)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%

夏期:6~9月。春秋期:4~5月と10~11月。冬期:12月~3月

温度上昇によるロスが少ないメーカーとしては東芝、ソーラーフロンティア、パナソニックが挙げられます。

これらのメーカーは『温度上昇による損失』が少ないため、他のメーカーと同じ設置容量を設置しても、実際の発電量が多くなることが多いです。

2.パワーコンディショナによる損失

パワーコンディショナーでも発電量のロスが発生します。

太陽光パネルで発電する電気は乾電池などと同じ直流電流ですが、コンセントの電気は交流電流です。
そのため、太陽光パネルで発電した電気をコンセントから使うためには直流から交流に変換する必要がありますが、このときにロスが生じてしまいます。

このロスはメーカーのカタログなどにパワコンの変換効率として記載されています。
変換効率95%であればロス率は5%ということになります。

(2019年4月改定)
メーカーパワコンの損失
三菱電機
MITSUBISHI

2.0%
ネクストエナジー
Next Energy

4.0%
パナソニック
Panasonic

4.5%
Qセルズ
Q.cells

5.5%
ソーラーフロンティア
SOLAR FRONTIER

5.5%
カナディアンソーラー
Canadian Solar

6.0%
長州産業
CIC

6.0%
京セラ
Kyocera

6.0%
東芝
TOSHIBA

6.0%
シャープ
SHARP

7.0%

三菱の新商品のパワコンはこのパワコンでのロス率がたったの2%です

3.配線、受光面の汚れ等の損失

太陽光パネルから分電盤(ブレーカー)に到達するまでの配線や回路でのロスや太陽光パネルの汚れによるロスのことです。

『3.配線、受光面の汚れ等の損失』はメーカーによって差がつくことはありません。

どのメーカーも一律で5%のロス率で計算されています。

太陽光発電の発電量の計算式

まとめますととても長くなるのですが、年間の予測発電量の計算式は以下のようになります。

太陽光発電 発電量の計算式

太陽光発電システム5.0kWの発電量と収支の計算 モデルケース

では、発電量の計算式を踏まえて、実際にモデルケースで発電量と収支を計算してみましょう。

モデルケースの条件

  • 電気契約:40A 基本料金1123円
  • 一か月の平均電気使用量:371kWh
    (ちなみに我が家の平均です)
  • 一か月の平均電気代:10,243円
    (実際は燃料費調整と再エネ賦課金があるのでもう少し高いです)
  • 日中の平均電気使用量:74.2kWh
    (※日中の電気使用割合20%)
  • 地点:東京都八王子
  • 屋根方位:真南
  • 屋根角度:30度(約6寸)

この条件に、全国の設置量量平均である5.0kWを設置した場合の年間予測発電量を、先程の式を元に計算してみます。

一般的な単結晶シリコンの太陽光パネル5.0kWの太陽光発電システムの年間予測発電量

年間予測発電量(kWh)斜面日射量(kWh/m²/日)×日数(day)×出力(kW)÷標準日射強度(kW/m²)
×(1-温度上昇による損失率)×(1-パワコンによる損失率)×(1-その他損失率)
年間予測発電量(kWh)3.88
(kWh/m²/日)
×365day×5kW÷1kW/m²
×(1-0.15)×(1-0.05)×(1-0.05)
5,432.0kWh

太陽光発電システムの売電収入は、発電した電気を自家消費して余った分を売電しますので、上で計算した年間予測発電量から年間日中電気使用量を引きます。

年間日中電気使用量(kWh)74kWh×12か月
890kWh
一年間の売電収入(円)(5,432kWh890kWh)×24円/kWh
=109,008

太陽光発電システムの金銭メリットは売電収入と電気代削減にあります。

売電収入は上で計算した通り一年間で109,008円です。
電気代削減額は一年間で41,796円です。
電気代削減額の計算式は以下の記事に詳しく説明しています。

関連記事 solar-partners.jp

平均的な回収年数は約10年

このモデルケースですと一般的な単結晶の太陽光発電システム5.0kWを設置すると売電収入と電気代削減を合わせて年間150,804円の金銭メリットがあるという事になります

相場である154万円(税込)でこのシステムを購入すれば、ほぼ10年で設置費用の154万円の回収は完了する計算となります。

10kW未満の場合、太陽光発電の電気を電力会社が同じ金額で買い取ってくれる固定買取期間は10年間ですが、大体その期間中に元がとれるということです。

また、もちろん10年が経つと太陽光発電のメリットがなくなるわけではありません。

買取価格こそ下がってしまいますが、売電することはできますし、太陽光発電の電気をご家庭で使うことによる電気代削減効果はずっと続きます。

長期的に考えれば、太陽光発電は手堅く、そしてお得な投資だということです。

発電量についてよくある質問

1日あたりの発電量は?

5kWの太陽光発電を設置しようと思っていますが、1日でどれぐらい発電しますか?

5kWの場合、一日およそ14kWh発電します。ただし毎日差があります。

ざっくりとした計算にはなりますが、太陽光発電パネル1kWあたりの年間発電量を1000kWhと仮定すると、 1000kWh×5kW÷365日≒14kWhとなります。

ただし、これはあくまで平均です。
実際には季節や天候によって毎日発電量が異なります。

発電量は年単位で考えるのが適切と覚えておきましょう。

まとめ

この記事では太陽光発電の発電量の計算方法について詳しく解説しました。

発電量は太陽光発電の経済メリットを決める最も重要な要素ですが、残念ながら、実際よりも多く発電量が得られるかのように見せて契約をする悪徳業者も存在します。

騙されることのないように、ご自身でも発電量のチェックができるようにしておきましょう。

もしも、「難しくて計算ができない」「面倒だ」ということであれば、お気軽にソーラーパートナーズまでご相談ください。

アドバイザーが設置条件に合わせて予測発電量を計算をしてお伝えします。

また、お見積り依頼をいただいた方には、無料のシミュレーションソフトを自由に設定できるパスワードもお伝えしています。

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