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。

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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と売電収入の関係

太陽光発電は太陽光で電気を発電し、自宅で使用して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。
この売電収入が何をもとに計算されているかの大前提を理解しなければいけません。

まず売電収入は下記のように計算できます。

売電収入(円)余剰電力量(kWh)×売電単価(円/kWh)

ですが、このkWhがそもそもよくわからないと思いますので、そこから説明したいと思います。

kW(キロワット)と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。

では設置容量とは何かというと、

  • 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)

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、もしくはキロワット時)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

太陽光発電システム1kWからどのくらい「発電量(kWh)」が出るのかという計算ができなければ太陽光発電システムを設置してどのくらい売電できるかのシミュレーションはできません。

太陽光発電の発電量はどうやって計算するのか?

発電量の計算に使用されるデータ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が、発電量の計算式はどこにも記載されていません。

太陽光発電システムの発電量は、以下の2つの要素の掛け合わせです。

  • 太陽光パネルの発電量
  • 太陽光発電システムのロス率

太陽光パネルの発電量

太陽光パネルの発電量は以下の計算式で計算できます。

太陽光パネルの発電量(kWh/年)斜面日射量(kWh/m²・day)×日数(day)×出力(kW)÷標準日射強度(kW/m²)

斜面日射量は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年間の平均データが方位別、角度別、地点ごと、月ごとのデータを開示してくれています。

ただこれだと実はまだ足りず、さらに諸々ロス率をかけあわせていかなければいけません。

太陽光発電システムのロス率:3つのロス

計算式に組み込まなければならないロスの要因は3つあります。

  1. 太陽光パネルの温度上昇によるロス
  2. パワコンでのロス
  3. その他のロス

1.太陽光パネルの温度上昇によるロス

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。

パナソニックのHITが発電量が多くなるのは『1.太陽光パネルの温度上昇によるロス』が他のメーカーのパネルと比べて少ないからです。

2.パワコンでのロス

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) パワコンのロス率はどのメーカーもたいてい5%か5.5%です。

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

3.その他のロス

このその他のロスとは、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.その他のロス』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。

太陽光発電の発電量(kWh/年)斜面日射量(kWh/m²・day)×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)

太陽光発電システム4.7kW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4.7kW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4.7kW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・day)×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・day)
×365day×4.7kW÷1kW/m²
×(1-0.15)×(1-0.05)×(1-0.05)
5,106kWh

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)5,106kWh890kWh×31円/kWh
=130,696

まとめ

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130,696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。
電気代は4段階で下がる!太陽光発電を導入すると電気代が下がるメリットについて考察 »

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4.7kWを設置すると売電収入と電気代削減を合わせて年間173,356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174万円(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174万円は戻ってきて、11年目から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。

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