産業用太陽光発電の仕組みとは

太陽光発電は「再生可能エネルギー」!

現在日本の主要なエネルギー源である石油・石炭などの化石燃料は限りがあるエネルギー資源です。

これに対し、太陽光発電は再生可能エネルギーです。他にも

・太陽熱

・水力

・風力

・バイオマス

・地熱

などのエネルギーは、一度利用しても比較的短期間に再生が可能であり、資源が枯渇しないエネルギーです。

これらは、「再生可能エネルギー」ともいわれます。政府は石油等に代わるクリーンなエネルギーとして、さらなる導入・普及を促進しています。

 

<Point 1>太陽光発電の“特徴”を知ろう!

太陽光発電は、シリコン半導体などに光が当たると電気が発生する現象を利用し、太陽の光エネルギーを太陽電池(半導体素子)により直接電気に変換する発電方法です。日本における導入量は、近年着実に伸びており、2016年度末累積で3,910万kWに達しました。太陽光発電導入の実績では、中国、ドイツとともに世界をリードしています。

 

太陽光・風力・地熱・中小水力・バイオマスといった再生可能エネルギーは、温室効果ガスを排出せず、国内で生産できることから、エネルギー安全保障にも寄与できる有望かつ多様で、重要な低炭素の国産エネルギー源です。

 

1.エネルギー源は太陽光

エネルギー源が太陽光であるため、基本的には設置する地域に制限がなく、導入しやすいシステムといえます。

 

2.用地を占有しない

屋根、壁などの未利用スペースに設置できるため、新たに用地を用意する必要がありません。

 

3.遠隔地の電源

送電設備のない遠隔地(山岳部、農地など)の電源として活用することができます。

 

4.非常用電源として

災害時などには、貴重な非常用電源として使うことができます。

太陽光発電の国内導入量とシステム価格の推移

※出典:エネルギー白書2018

 

<Point 2>「産業用」太陽光発電のシステムを知ろう!

1.一般住宅以外に設置

「産業用」太陽光発電とは、一般住宅以外の学校や商業施設などの屋上に設置される大規模な太陽光発電のことです。

 

産業用太陽光発電システム

・発電量が10kW以上

・国、自治体補助金対象外

 

2.「産業用太陽光発電」の電力の買取制度

住宅用太陽光発電の場合「余剰電力買取制度」が適用されますが、産業用の場合は、「余剰電力買取制度」と「全量買取制度」を選択できます。余剰電力買取制度とは、太陽光発電によって発電した電気量が自宅で消費(自家消費)した電気量を上回った場合、余った電力を電力会社が買い取ってくれる制度です。

 

「余剰電力買取制度」の場合は、2018年(平成30年)度は1kWhあたり18円(税抜)となり、売電期間は10年間です。

 

一方、産業用太陽光発電(10kW以上のシステム)で「全量買取制度」を選択された場合は、買取期間も余剰電力買取制度の10年間よりも長い20年間の買取が義務付けられています。

 

<Point 3>「産業用」太陽光発電システムを構成する機器を知ろう!

太陽光発電システムは、電気を作り出す「太陽光パネル」はもちろん、太陽光パネルで発電した直流電流を交流電流へと変換する「パワーコンディショナー」太陽光パネルが発電した電気を一つにまとめてパワーコンディショナーに供給するための「接続箱」など、様々な機器から構成されています。

 

太陽光パネル

太陽光パネルとは、太陽電池(セル)を複数接続し必要な電力を得られるようにしたパネル状の製品のことで、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するという働きを担います。

 

産業用太陽光発電で主に用いられる太陽光パネルには、「単結晶シリコン型」「多結晶シリコン型」「CIS型/CIGS型」の4種類があり、それぞれにメリットとデメリットが存在します。

 

 

種類          モジュール変換効率            特徴

単結晶シリコン型      15~21%               高性能だが高価。大規模導入ではコスト増に。

多結晶シリコン型      12~18%               単結晶より劣るが、価格は安い。

CIS/CIGS(化合物系)       9~14%                影に強く、温度係数に優れている。価格も安く、今後の発展に期待大。

 

※モジュール…太陽光発電はセル単体では大きな発電量にならない他、セル単体では強度が保てないため、必要数のセルを集めてつなぎ、ガラスや樹脂、フレームで保護して板状に作られたものをいいます。一般的にはこれを「太陽光パネル」とか「太陽電池パネル」ともいいます。単結晶、多結晶、薄膜系(アモルファス)などの種類があり、それぞれに効率・特性が異なります。

太陽光パネルの性能を評価する際に、重要なキーワードとなるのが「モジュール変換効率」です。 モジュール変換効率とは、「照射された太陽光エネルギーのうち、何パーセントを電気エネルギーに変換出来たか」を表す値のことで、この値が高いほどより効率的に発電することが出来ます。 ただし、変換効率の高い太陽光パネルは比較的割高になる傾向があるため注意が必要となります。

 

太陽光パネルは発電量に最も影響する部分であるのに加え、システム導入コストの大半を占める機器であることから、計画予算や導入目的に応じて的確に選択する必要があります。

 

太陽光発電事業でより多くの収益を上げるためには「いかに短期間で初期投資費用を回収出来るか」ということが重要となってくるため、コストメリットに優れた太陽光パネルが選択される傾向があります。


まとめ

住宅用で使用する太陽電池モジュールと産業用で使用する太陽電池モジュールは基本的には同じものを使用していますので性能は同じです。

 

住宅用と産業用の大きな違いはパネルの「サイズ」です。産業用のパネルは広いスペースに設置する為、1枚あたりのサイズが大きくなっています。住宅用のパネルよりも一回り大きいイメージで、1枚当たりの出力も250Wが平均です。

 

「高層ビルの屋上で風が強い」、「海岸沿いなので塩害対策が必要」など、住宅用よりも過酷な環境へ設置する場合もありますが、その場合はその環境に適したパネルを使用します。

 

また、太陽光パネルのサイズが大きいことから自然災害時の影響も大きくなるリスクもありますので、設定予定の周辺環境をしっかりと確認することが必要です。

 

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