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太陽光発電の1日あたりの発電量はどれくらい?計算方法や地域・季節別の発電量を紹介

一般住宅にも浸透してきている太陽光発電システムですが、その詳細となると、よくわからないと感じている方も多いのではないでしょうか。本記事では、「太陽光発電って1日あたりどのくらい発電できるの?」「季節や設置する地域によって発電量はかなり違うって本当?」「そもそも発電量ってどうやって計算するの?」といった疑問についてわかりやすく解説します。

最終更新日:2024年07月03日公開日:2024年04月10日

目 次

東京ガスの太陽光発電

太陽光パネルの発電量は?

太陽光パネルの発電量

太陽光発電システムは、太陽光パネル(太陽電池モジュール)によって太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換して発電するという仕組みです。その発電量は、用いられるパネルの種類やメーカー、設置条件によって異なり、また、気象条件によっても変動します。

1日あたりの発電量は特に天候によって左右され、日照時間が長いほど発電量が多くなります。年間の発電量でみると、天候だけでなく、地域の特性やパネルの手入れ状況も大きな影響を及ぼします。
ここからは太陽光発電の1日あたりの発電量、年間を通しての発電量について詳しく解説していきます。

太陽光パネルの1日あたりの平均発電量

発電容量1kWの太陽光パネルを載せている場合、1日あたり約2.7kWhの電力を発電するといわれています。一般的な家庭の場合太陽光発電システムの発電容量は3〜5kW程度なので、家庭用の1日の発電量はおよそ8.1〜13.5kWhです。しかし、この発電量はあくまで目安で、実際は太陽光パネルの性能や天候によって大きく変動します。

発電容量(kW)や電力量(kWh)について知りたい方は、後述する「kWとkWhの違いとは?」をご覧ください。

太陽光パネルの性能による違い

太陽光パネルは、発電容量が同じでもメーカーによって発電量が異なります。設置を検討するときには性能を確認しましょう。メーカーの公式サイトなどで製品情報を確かめることができます。
大手メーカー「カナディアンソーラー」の公式サイトでは、自社製品の発電シミュレーションが利用できます。 設置地域や設置の方向などの条件を入力すると発電量を自動計算してくれるので、実情に近い1日あたりの発電量を見積もることができます。

設置方向などの条件による違い

一般的には、南向きの屋根に設置する方が発電量が多くなりますが、周囲の建物や地形によっては南向き以外の方が有効な場合もあります。できるだけ多く発電量を得られるように太陽光パネルを設置することが大切です。

天候の影響による変動

太陽光が少ない曇りの日や雨の日は、発電量が少なくなります。また、降雪によってパネルが雪で覆われると発電ができなくなることもあるので注意が必要です。

逆に強すぎる日差しも太陽光発電の効率を下げることがあります。これは太陽光パネルが高熱に弱いことが原因です。地上に設置している場合は、周囲の草刈りや障害物の排除などで日照面積を増やすとともに風通しを良くすることが発電効率の向上につながります。

出典:太陽光発電協会「表示ガイドライン(2022年度)」

出典:太陽光発電協会「よくあるご質問」

参考:カナディアンソーラー「発電シミュレーション」

太陽光パネルの年間の平均発電量

太陽光パネルの年間発電量は、年間を通じて太陽から受け取るエネルギーの総量を意味します。発電容量1kWの太陽光パネルを載せている場合、年間の平均発電量は約1,000kWhです。ただし、以下で示すように、さまざまな要因で年間発電量は左右されます。

地域による差

発電量は日照時間と密接な関係がありますが、日照時間は地域によって違います。2022年の年間の日照時間でみると、東京都千代田区あたりでは約2,029時間、大阪府大阪市あたりでは約2,320時間、北海道札幌市あたりでは約1,848時間と差があります。

日照時間に加えて、先述した気温や降雪の有無も地域によって違いがあるため、太陽光発電システムの導入時には地域特性をよく考慮する必要があるでしょう。

季節による変動

発電量は季節によって変動します。日の出から日の入りまでの時間がもっとも長くなる夏に発電量が多くなると思われがちですが、そうとは限りません。夏に日射量が最多とならないケースもある他、太陽光パネルの発電効率は気温が上昇するに従って低下するためです。メーカーにもよりますが、太陽光パネルの表面温度が25度を超えると、1度上昇するごとに効率が約0.5%低下するとされています。

また、その年の気象状況(梅雨、降雪など)にも大きく左右されます。東京の2022年のデータでは、2月の日照時間は190時間なのに対し、9月の日照時間は134時間程度でした。これは2月に晴天が続いたことと、9月に台風(11、14、15号)の影響で曇りや雨の日が多かったことが影響しています。

太陽光パネルの手入れによる影響

年間を通して発電量を維持するには太陽光パネルをきちんと手入れすることが大切です。汚れや破損があると発電効率が落ちるためです。

定期点検の他にも、梅雨や台風の時期に合わせて太陽光パネルを点検することが理想的です。ゴミや泥などが付着している場合は除去も困難ではありませんが、破損などが見つかった場合は漏電やシステム不全などのリスクも生じるので、専門業者による適切な対処が必要です。

出典:気象庁「過去の気象データ検索」

参考:日本気象協会「東京都の過去の天気(実況天気・2022年09月) 」

kWとkWhの違いとは?

太陽光発電システムの性能を表すときにはkWとkWhのふたつの単位が用いられます。
kWは、瞬間的な電力の単位です。太陽光パネルの公称最大出力の単位として使用されるほか、太陽光発電システムにおける「発電容量(太陽電池容量)」の単位としても使用されます。公称最大出力とは、その太陽光パネルが日本産業規格(JIS)によって定められた特定条件に置かれたときの出力のことです。発電容量とは、太陽光発電システムにおいて、搭載する太陽光パネルの公称最大出力の合計のことです。
一方、kWhは電力量を表す単位で、1時間に発電または消費された電力の量を表しています。

例えば、1kWの発電が1時間続いたときの電力量は「1kWh」となります。電力と電力量の関係を表す式は下記の通りです。
「電力量(kWh)=電力(kW)×時間(h)」

kW(キロワット)

kWh(キロワットアワー)

単位の種類

電力の単位

電力量の単位

意味

瞬間的な電力

時間経過を反映した電力の総量

太陽光発電関連の主な用途

太陽光パネルの公称最大出力
太陽光発電システムの発電容量など

太陽光発電システムの発電量
蓄電池の容量など

公称最大出力(kW)は太陽光パネルメーカーの製品比較などでも使われていますが、あくまでJISが定めた条件下での最大出力であるため、実際の出力とは異なる場合があります。
また、モニタリングなどで、発電状況を分析する際には実際に発電した電力量(kWh)が用いられます。

地域・季節別発電量の目安

太陽光パネルと雪

ここからは、太陽光発電の発電量が、地域の特性や日射量などに大きな影響を受けることの具体例を解説します。
地域別の発電量の目安として、全国10都市の日射量や発電量などを比較してみましょう。

全国10都市の発電量

都市名

年平均日射量(kWh/㎡・day)

発電容量1kWあたりの年間発電量の目安(kWh)

札幌

3.91

1,213

仙台

4.14

1,284

東京

4.39

1,362

名古屋

4.52

1,402

金沢

3.97

1,232

大阪

4.43

1,374

広島

4.42

1,371

高松

4.44

1,378

福岡

4.02

1,247

那覇

4.1

1,272

注)年平均日射量は国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「日射量データベース閲覧システム」(MONSOLA-20)を参考。全国10都市は太陽光発電協会「表示ガイドライン、解説編(2023 年度)」に記載の都市および3次メッシュを参考。発電容量1kWあたりの年間発電量の目安は、年平均日射量×損失係数0.85×年間日数365により計算

太陽光発電の効率は地域ごとの日射量に左右されます。日射量が多い地域ほど、太陽光パネルはより多くのエネルギーを得、それを電力へと変換することができます。

上の表では、札幌や金沢、福岡といった日本海側の都市や、降雨量の多い沖縄などでは日射量が比較的少ない傾向にあり、反対に太平洋側や瀬戸内海に面している名古屋、高松、大阪などは比較的日射量に恵まれていることがわかります。なお、東京の日射量はここに挙げた10都市の平均を上回るため、太陽光発電との相性は比較的良いほうだと言えそうです。
ただし、日射量が多い地域であっても屋根の向きや気温や天候の影響で期待した発電量が得られない可能性があるほか、日射量が少ない地域であっても最新の太陽光パネル技術の活用や効率的な設置方法を選択することで、十分な発電効果が得られる可能性があります。

東京ガスでは太陽光発電のプロが無料相談を受け付けており、効率の良い太陽光パネルの選定はもちろん、最適な角度での太陽光パネル設置もサポートいたします。ぜひ、お気軽にご相談ください。

季節別発電量の目安

先ほどもご説明した通り、太陽光発電の効率は季節によって変化します。

年間の発電量の推移を、具体的な数字でみてみましょう。下の図は東京(渋谷区付近)と、日照時間が年間を通して少ないといわれる北海道(札幌)の日射量と太陽光発電システムの発電量の目安をまとめたものです。

各月の気温までは加味されていませんが、日射量から考えると東京も札幌も5月がもっとも発電量がもっとも多くなる可能性があります。一方で、東京では冬場もあまり日射量が下がりきらないのに対して、札幌では冬場は顕著に日射量が少なくなることもわかります。季節だけでなく、こうしたデータから地域特性を把握しておくとよいでしょう。

発電量の目安

注)年平均日射量は国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「日射量データベース閲覧システム」(MONSOLA-20)を参考。東京と札幌は太陽光発電協会「表示ガイドライン、解説編(2023 年度)」に記載の3次メッシュを参考。発電容量1kWあたりの年間発電量の目安は、日射量×損失係数0.85×各月の日数により計算

なお、一般的に太陽光パネルは低温に強いとされていますが、実際には冬は短い日照時間と雪の影響により発電量が低下する傾向があります。特に、積もった雪は太陽光を遮るだけでなく、ケーブルや配電盤などの設備を破損させる要因にもなるため、積雪量が多い地域での設置には注意が必要です。

太陽光発電の効率を最大化するためには、季節ごとの気象条件を考慮し、適切にシステムを設計・運用することが重要です。特に、夏の高温や冬の雪の影響を考慮に入れ、効率の低下を最小限に抑える工夫が求められます。

参考:国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「日射量データベース閲覧システム」 (MONSOLA-20)

太陽光発電の発電量と収支のシミュレーション方法

太陽光発電の発電量と収支のシミュレーション方法

太陽光発電システムの導入にあたっては、発電量と収支の見通しを立てることが大切です。ここでは、「太陽光発電の発電量の算出方法」と「太陽光発電の収支のシミュレーション方法」を詳しく解説します。

太陽光発電の発電量の目安

太陽光発電協会の公式ホームページでは、「太陽電池を水平に対して30度傾け、真南に向けて設置した場合の計算例」として、太陽光発電システムの発電容量1kWあたりの年間発電量を1,000kWhと説明しています。

もちろん地域や太陽電池の方位、傾斜角度により年間発電量が変わりますが、簡易的に発電量の目安を知りたい方はひとつの参考になるのではないでしょうか。

例えば南向きの屋根で、発電容量5kWの太陽光発電システムを導入する場合、5,000kWhの年間発電量と見積もることができます。

太陽光発電の発電量の算出方法

地域や屋根の傾きを考慮して年間発電量の目安を算出する方法を、以下の3つのステップに分けて解説します。

  1. 発電容量の確認
  2. 日射量の調査
  3. 発電量の計算

1.発電容量の確認

まずは、太陽光発電システムの発電容量を確認しましょう。太陽光パネルの種類や面積によって異なり、単位はkWで表記されます。太陽光発電の発電量を算出する上で基盤となるデータです。

発電容量の値は太陽光パネルの出力値を枚数で掛けることで求めます。例えば、3kWのパネルが10枚あれば、太陽光パネルの出力値の合計は3kW×10枚=30kWです。設置したい設備の詳細がわからない場合は、メーカーや専門業者に問い合わせて確認してください。

2.日射量の調査

次に、発電量の算出に用いる日射量を調べます。日射量は特定の地点における太陽からの放射エネルギー量のことです。日射量が多いほど、太陽光発電の発電量も多くなります。日射量は地域や季節、時間によって異なります。

日射量は国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の日射量データベース閲覧システム(MONSOLA-20)で検索できます。表記単位はkWh/㎡(キロワット時/平方メートル)です。

参考:国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「日射量データベース閲覧システム」(MONSOLA-20)

3.発電量の計算

発電容量と日射量を用いて発電量を計算していきます。ここでは例として、年間の発電量を求めていきますが、月間や週間などの算出も可能です。

年間発電量の計算は、以下の式で求めることができます。

年間発電量(kWh)=発電容量(kW)×日射量(kWh/㎡)×損失係数(0.85)×365

損失係数は太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換する際に生じるロスの程度を示す数値で、0.85で試算するケースが多い傾向があります。損失係数は太陽光パネルの種類や設置角度、配線の長さや太さ、パワーコンディショナの変換効率などによって変わります。

例えば、東京都渋谷区周辺で真南に傾斜30度の日射量は年間平均で4.39kWh/㎡と調べることができます。システム容量5kWの太陽光発電システムの年間発電量を求める計算式は以下の通りです。

年間発電量(kWh)=5(kW)×4.39(kWh/㎡)×0.85×365 =6,809(kWh)

このように、発電量の算出方法は発電容量と日射量をもとに計算することができます。ただし、この計算はあくまで目安であり、実際の発電量は天候や設置環境などによって変動することに注意してください。

太陽光発電の収支のシミュレーション方法

収支は太陽光発電にかかわる収入と支出の差額のことです。太陽光発電の収支は、以下のような計算式で考えることができます。

収支=(太陽光発電で削減できた電気料金+売電収入)-初期費用-ランニングコスト

太陽光発電には設備の購入や設置、メンテナンスなどの費用がかかります。そのため、導入する前に、しっかりと収支をシミュレーションを行って、どれくらいのメリットがありそうか見積もることが大切です。
次に太陽光発電の収支のシミュレーションでポイントとなる売買収入、初期費用、ランニングコストについて詳しく解説します。

1.売電収入

売電収入は、発電した電力を電力会社に売却することで得られる収入のことです。売電収入は、以下の計算式で求めることができます。

売電収入(円)=発電量(kWh)× 売電単価(円/kWh)

売電単価は、電力会社が太陽光発電の電力を買い取る際の単価のことです。単価は、固定価格買取制度(FIT制度)の認定年から10年間は国によって定められています。2023年度のFIT制度の売電単価は、10kW未満の太陽光発電システムの場合は16円/kWhです。10kW以上50kW未満の場合は10円/kWh、50kW以上となると9.5円/kWhになります。

売電収入の算定に必要な発電量(kWh)は、太陽光パネルメーカーの公式サイトなどで計算ができる場合があります。ただ、より正確な発電量が知りたい場合には、実際に専門家が訪問して見積もってもらうのがおすすめです。東京ガスでは無料訪問相談を受付中ですので、お気軽にご利用ください。

2.初期費用

初期費用は、太陽光発電システムの購入や設置にかかる費用のことです。初期費用には下表のような費用が含まれ、太陽光発電システムの発電容量に比例して高くなります。経済産業省の調査によると、2022年度の住宅用太陽光発電システム費用は発電容量1kWあたり26.7万円です。既存住宅に導入する場合と、新築の場合とでは太陽光発電システムの費用も変わる点や、蓄電池も合わせて導入する場合には別途費用がかかる点に注意しましょう。

費用カテゴリ

説明

太陽光パネル費用

太陽光パネルの購入枚数に応じてかかる費用

パワーコンディショナ費用

パワーコンディショナ(発電した電気を家庭内で使えるようにするための機器)の購入費用

周辺設備費用

架台やケーブル、接続箱などの購入費用

土地費用

太陽光発電システムを設置する土地の購入費用や賃料

施工費用・造成費用

太陽光発電システムの設置や土地の整備にかかる費用

設計費用

太陽光発電システムの設計にかかる費用

参考:経済産業省 調達価格等算定委員会「令和5年度以降の調達価格等に関する意見」

3.ランニングコスト

ランニングコストは太陽光発電システムの運用や維持にかかる費用のことです。

費用カテゴリ

説明

メンテナンス費用

太陽光パネルの清掃や点検、修理などにかかる費用

保険費用

火災保険や動産総合保険などの保険料

固定資産税

太陽光発電システムを設置する土地の固定資産税

メンテナンス費用は、太陽光発電システムの性能を維持するために支払うコストです。発電効率の低下を防ぐために清掃や定期点検をし、故障が起きた場合は修理を行います。

保険費用は、万が一の事故や災害への備えです。火災保険や動産総合保険など、太陽光発電システムに関連した保険を通じてリスクを軽減することができます。

固定資産税は、太陽光パネルを設置する土地に対して発生します。土地の評価額に基づいた税金で、自治体によって税率が異なる場合があります。

例)土地の固定資産税(円)=土地の評価額(円)×標準税率(1.4%程度)

収支計算には初期費用やランニングコストなど、専門的な知識が必要になることも少なくありません。ぜひお気軽に東京ガスの無料訪問相談を活用ください。無料訪問相談では、お客さまのお住まいに合わせた太陽光発電・蓄電池の設計・お見積りと合わせて経済的メリットのシミュレーションもご提案いたします。

システムにおけるロスとは?

太陽 木

太陽光発電では、光や熱のエネルギーを完全に電気エネルギーへと変換することはできず、変換過程で「発電ロス」と呼ばれるエネルギーロスが発生します。また、発電した電気を家庭内で使えるように変換する際にも「変換ロス」と呼ばれるエネルギーロスが発生します。こうしたシステムにおけるロスを最小限にとどめることで、太陽光発電の変換効率を高めることができます。

そのために注意したい主なポイントとしては「太陽光パネルの温度上昇」、「パワーコンディショナの変換効率」、そして「配線や太陽光パネルの汚れ」が挙げられます。ここではその影響と対策について詳しく解説します。

太陽光パネルの温度上昇

太陽光パネルは温度が上昇すると変換効率が低下します。これを示す指標が「温度係数(%)」です。パネルの表面温度が基準温度である25度から1度変化するごとに、出力がどのように低下するかを表す指標で、数値が小さいほど温度上昇による効率低下が少ないことを意味します。
夏季の変換効率の低下が気になる方は、太陽光パネルの温度係数も比較してみるとよいでしょう。ただし、メーカーによっては温度係数まで公開されていないケースもあります。

パワーコンディショナの変換効率

パワーコンディショナは、太陽光パネルが生産する直流電力(DC)を、家庭内で一般的に使用される交流電力(AC)に変換する機器です。

パワーコンディショナの変換効率は、その機器がどれだけ効率的に直流を交流に変換できるかを示します。例えば、変換効率が95%のパワーコンディショナーであれば、変換過程で約5%のエネルギーがロスすることを意味します。パワーコンディショナの変換効率が高いほど、太陽光発電システム全体の発電効率も向上します。

配線やパネルの汚れ

太陽光発電の変換効率には、配線やパネルの状態も影響します。配線に問題があると太陽光パネルから電力が分電盤(ブレーカー)に到達する過程でロス(送電ロス)が発生します。また、パネルの表面が汚れると受光効率が低下し、発電効率の低下を招きます。

発電効率が著しく落ちたという場合は、配線に漏えいなどのトラブルが起きている可能性も考えられます。こういった場合は発火リスクもあるため、早急に点検や修理を検討する必要があります。

パネル清掃には除雪も含まれます。降雪地帯などでは小まめな手入れが大切です。

配線やパネルの汚れに関するロスはメーカーによらず発生するため、適切な配線の設計、定期的なパネルの清掃、そして高品質な材料の使用がポイントになります。

まとめ

太陽光発電の一般的な発電量や発電量の計算方法などについて解説しました。発電量はご紹介した計算式などを用いて自分で発電量を調べることもできますが、メーカーサイトにあるシミュレーターなどを使用するのも便利です。

太陽光発電の発電量について詳細を知ることで、発電の効率化やシステム改善などにつなげることも可能です。太陽光発電を導入する計画のある方だけでなく、すでに導入済みの方もぜひ太陽光発電の発電量に改めて注目してみてください。

  • この記事の監修者

    東京ガスの太陽光発電サービス コラム編集チーム

    太陽光発電・蓄電池の仕組み、メリットから設置、メンテナンスなど幅広いトピックを解説します。みなさまの太陽光発電・蓄電池選びに役立つ情報を発信していきますのでぜひご活用ください!