太陽光発電の発電量はどれくらい?発電量の計算式を詳しく解説!

かんたんに言うと…
  • 太陽光発電の発電量は少なめに見ても1kWあたり約1,000kWh
  • 発電量の計算式は日射量×日数×kW数÷1,000×(1-ロス率)
  • 日射量はNEDOという国の研究機関が一般公開している
つまり発電量は1kWあたり1,000kWhで業者じゃなくても計算できると理解しておけば大丈夫です。

あわせて読まれている記事

人気記事ランキング

太陽光発電の発電量はどれくらい?発電量の計算式を詳しく解説!

Uk Solar Power Experiment by David Blaikie, on Flickr

太陽光発電の発電量は1kWあたり1,000kWh

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。
『電気代削減』と『売電収入』の2つの金銭メリットの元になっているのが発電量です。

まず、ものすごくザックリいうと太陽光発電の発電量は1kWあたり年間1,000kWh発電です。
実際には地域の日射量や付けるメーカーの性能によって変わります。

ですがそもそも、kWとkWhがよくわからないと思いますので、まずはkWとkWhから説明したいと思います。

発電量はメリットデメリットと併せて把握してください

発電量の説明を始める前に、発電量が気になるということは既に太陽光業者から太陽光発電の提案を受けていらっしゃると思いますが、提案を受けているにもかかわらず意外と多くの方が太陽光発電のメリットとデメリットを知りません。

特に、訪問販売やショッピングセンターのブースなどで話を聞かれている方は、太陽光のメリットばかり説明されて、デメリットの話はほとんどされていないと思います。
検討を始める前に、こちらの記事をご覧いただき太陽光発電の状況を正しく把握していただきたいと思います。

kWキロワットkWhキロワットアワーの違い

kWキロワットとは何か?

太陽光発電の設置容量はkWキロワットで記載されますが、これはどれくらい発電する力(出力)を持っているかという値です。
kW数が大きければ大きいほど、たくさん発電する能力を持っているということになります。

設置容量はどの様に測るかというと、

  • 設置する太陽光パネルの公称最大出力※1の合計
  • パワコンの容量の合計

上の2つのうちのどちらか小さい方※2が設置容量となります。
(※1: 公称最大出力は1枚の太陽光パネルが一定の状況下で発電できる出力のこと)
(※2: 厳密にはパワコンに接続されている系統のパネルの容量の合計とパワコンの容量のどちらか小さい方です)

公称最大出力についてはこちらの記事をご覧ください。

関連する記事 solar-partners.jp

kWhキロワットアワーとは何か?

太陽光発電の発電量はkWhキロワットアワーで記載されます。

1kWが1時間分で1kWhとなるのですが、設置容量が1kWの太陽光発電システムが1kW発電することはまずありません
なぜなら太陽光パネルの出力は計測用の特殊な状況で計測された値だからです。

冒頭で太陽光発電は1kWあたり年間1,000kWh発電すると書きました。
この記事の後の方で計算根拠や計算式をすべて解説するのですが、実際に多くの方が知りたいのは、
「太陽光発電はどれくらい発電してどれくらいの収入になるのか?」
という太陽光発電のシミュレーションだと思いますので、先にシミュレーションをお見せしようと思います。

太陽光発電の金銭的なメリットと費用はどれくらいか

太陽光発電は作った電気を売ることで利益を得る、いわば長期的な投資としても考えることのできるものです。
「一時的に貯金が減っても、電気を売ることで多くの収入を得ることができる」という事になれば、投資してもいかな、と思われるだろうと思います。

標準的な条件だと費用がどれくらいで、20年間でどのくらいメリットが生まれるのか、見ていきましょう。

愛知県で太陽光発電を設置した場合の収支シミュレーション

電気代削減(年間) 売電収入(年間) 導入メリット(年間)
21,394円 129,585円 150,978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収支(累計)
0年目157.0万円(設置費用)0.0万円-157.0万円
1年目-15.1万円-141.9万円
2年目-15.1万円-126.8万円
3年目-15.0万円-111.8万円
4年目-15.0万円-96.8万円
5年目-14.9万円-81.9万円
6年目-14.9万円-67.0万円
7年目-14.9万円-52.1万円
8年目2万円(点検費用)14.8万円-39.3万円
9年目-14.8万円-24.6万円
10年目-14.7万円-9.8万円
11年目-7.1万円-2.8万円
12年目-7.1万円4.3万円
13年目-7.0万円11.3万円
14年目-7.0万円18.4万円
15年目-7.0万円25.4万円
16年目2万円(点検費用)7.0万円30.4万円
17年目20万円(パワコン交換)7.0万円17.3万円
18年目-7.0万円24.3万円
19年目-6.9万円31.2万円
20年目-6.9万円38.2万円
・・・(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(2017年6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:28円/kWh(2017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)
・8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。

年間発電量シミュレーション(kWh)

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。

自家消費量(年間) 売電量(年間) 発電量(年間)
823kWh 4,628kWh 5,451kWh
発電量の内訳
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312831303130313130313031
日射量 3.49 4.06 4.49 4.90 4.81 4.28 4.35 4.83 3.95 3.79 3.38 3.31
出力 4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW4.41kW
温度損失率 5.8%5.8%5.8%8.7%8.7%11.6%11.6%11.6%11.6%8.7%8.7%5.8%
パワコン損失率 5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%5.5%
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 403.5 424.0 519.1 531.4 539.0 449.4 472.0 524.0 414.7 424.7 366.5 382.7
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68.668.668.668.668.668.668.668.668.668.668.671.0
売電量 334.9 355.4 450.5 462.8 470.4 380.8 403.4 455.5 346.2 356.1 298.0 314.1
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、収支表示しています。

『回収年数』というのは金銭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です。
元が取れた後はひたすら利益が積み増されることになります。

しかも、太陽光発電は20年以上使用する事が出来ますので、20年目以降もお金を産み出してくれます。

ご自身の都道府県のシミュレーションは是非ご自身の目でお確かめください。
また、太陽光発電の金銭メリットになる、『売電収入』と『自家消費削減額』の計算式を詳しく書いた記事もありますので、もしよろしければご覧ください。

太陽光発電の発電量はどうやって計算するのか?

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)

まず一つ目の『H:設置面の1日当たりの年平均日射量』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。

その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(2016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

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

ここに出ている損失係数はこの資料が作られた当時よりも技術革新によってかなり改善しています。
ちなみに損失係数は各メーカーのパンフレットに物凄く小さい文字で書かれています。

1.年平均セルの温度上昇による損失

太陽光パネルの出力(公称最大出力)は、一定条件下の発電能力にすぎません。
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となります。

同じkWでも東芝やソーラーフロンティア、パナソニックの発電量が、他メーカーの発電量より多くなるのはこの『温度上昇による損失』が他のメーカーのパネルと比べて少ないからです。

『損失=ロス=無駄になってしまう』ということなので、なるべく少ない方が性能が良いということになります。

メーカー別 温度上昇による損失 一覧

(2017年6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(Sシリーズ大型)
TOSHIBA

(SPR-X21-345)
4.6% 7.4% 4.6% 1.7%
東芝(Sシリーズ標準)
TOSHIBA

(SPR-253NX-WHT-J)
4.6% 7.4% 4.6% 1.7%
東芝(Jシリーズ)
TOSHIBA

(TJM-240PP-WHT-J)
5.4% 9.0% 5.5% 1.8%
ソーラーフロンティア(標準タイプ)
SOLAR FRONTIER

(SF175-S)
7.3% 10.0% 7.0% 5.0%
長州産業(HIT)
CIC

(CS-N245SJ03)
8.7% 11.6% 8.7% 5.8%
パナソニック(HIT)
Panasonic

(VBHN245SJ33)
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-234B51S)
13.2% 17.6% 13.2% 8.8%
カナディアンソーラー(QUINTECH)
Canadian Solar

(CS6V-245MS)
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%
京セラ(サムライ)
Kyocera

(KJ80P-3CSCA)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
三菱電機(マルチルーフ)
MITSUBISHI

(PV-MA2450M-1)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
三菱電機(標準タイプ)
MITSUBISHI

(PV-MA2250M-1)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
Qセルズ(Q.PLUSシリーズ)
Q.cells

(Q.PLUS-G4.1 275)
15.0% 20.0% 15.0% 10.0%
シャープ(標準タイプ)
SHARP

(NU-X22AF)
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

2.パワーコンディショナによる損失

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るのですが、この変換するときにロスが生じてしまうのです。

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。

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

(2017年6月改定)
メーカーパワコンの損失
三菱電機
MITSUBISHI

2.0%
パナソニック
Panasonic

5.5%
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%

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』は度のメーカーも一緒で、一律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の金銭メリットのシミュレーションを計算

では実際にモデルケースに地点情報などを追加して、どの位の発電量になるのか?どれくらいの金銭メリットになるのかを計算してみます。

売電金額計算のモデルケース

  • 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)×28円/kWh
=127,176

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127,176円です。
電気代削減は別の記事で書いたように一年間で42,660円です。
詳しくはこちら。

まとめ

つまり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169,836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181万円(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181万円は戻ってきて、費用回収後はひたすらメリットを享受する生活が続くという事になります。

発電量のシミュレーションチェック承ります

通常の太陽光業者は、このページに書いた計算式を使って発電量を計算し、シミュレーションを作ります。
ところが、現実よりもたくさん売電収入が得られるかのように見せかけて、太陽光発電を売りつけようとする悪質な業者がいますので注意してください。

ソーラーパートナーズは、地域に根差して、まじめに活動をしている太陽光発電業者の全国ネットワークです。

自宅に設置した場合のまじめな売電シミュレーションを見てみたい方は、お気軽にお問い合わせください。

「手元にあるシミュレーションが適切な内容なのか見て欲しい」という方からのお問い合わせも歓迎です。

あわせて読まれている記事

人気記事ランキング



お客様の声
実際どれくらいお得なの?

北海道札幌市 H.S様
太陽光発電で
毎月14,049円お得!

太陽光について良く教えてくれます

北海道札幌市 H.S様

滋賀県守山市 N.M様
太陽光発電で
毎月27,650円お得!

複数業者で比較しやすくお勧めです

滋賀県守山市 N.M様

愛知県阿久比町 A.F様
太陽光発電で
毎月27,000円お得!

営業の方は残念でしたが他は親切でした

愛知県阿久比町 A.F様

愛媛県松山市睦月 Y.M様
太陽光発電で
毎月51,149円お得!

信頼できる業者としっかり相談してください。

愛媛県松山市睦月 Y.M様

茨城県筑西市 K.N様
太陽光発電で
毎月100,000円お得!

他で見積り済でも利用をお勧めします

茨城県筑西市 K.N様

長野県 ブッちゃん様
太陽光発電で
毎月20,000円お得!

ご利用される価値は十分にあると思います。

長野県 ブッちゃん様

 

非公開マル秘メーカーランキング表は、インターネット上に掲載できる内容ではないため、 見積り依頼を頂いた方限定でお渡ししています。
あらかじめ、ご容赦ください。

見積り依頼はこちら

わずか1分!しかも無料見積り依頼
郵便番号と設置場所を選ぶだけ!

1分で入力完了!見積り依頼 (無料)

ステップ1 郵便番号を入力してください必須

ステップ2 設置場所を選んでください必須

人気記事ランキング

(2017年6月26日更新)

2017年 要チェック記事

お客様の声

お客様の声をもっと見る »

太陽光発電のキホン

記事をもっと見る »

太陽光発電の今を知る

コラムをもっと見る »

太陽光発電のトラブル事例

トラブル事例をもっと見る »

太陽光発電の価格を相談する

価格相談をもっと見る »

太陽光発電の専門家に聞く
(プロが答えるQ&A)

Q&Aをもっと見る »

ソーラーパートナーズ独自の取組

お問い合わせ

マンガでわかる太陽光発電