ソーラーパネルとは?選び方やメリット・デメリット

ソーラーパネルとは?選び方やメリット・デメリット

  • 最終更新日:2019年8月27日

ソーラーパネルは、太陽光発電システムに欠かせない設備のひとつ。
ソーラーパネルが太陽のエネルギーを電気に変え、オフィスや工場、家庭などで使用できるようになります。

しかし、「ソーラーパネル」とひとくちにいってもさまざまな種類があり、
何を基準に選べばよいかわからないという方も多いでしょう。

また、太陽光発電システムはソーラーパネルだけで成り立つわけではありません。
まずは、ソーラーパネルの種類や仕組みについて、おさらいしてみましょう。 

ソーラーパネルとは

ソーラーパネルの仕組み

ソーラーパネルには「セル」「モジュール」「アレイ」などさまざまな呼び名がありますが、
セルは最も小さな単位のことで、セルの集合体を「モジュール」、
モジュールを架台に複数枚設置した状態のことを「アレイ」といいます。

メーカーのパンフレットには、パネル1枚分=「モジュール」と記載されていることがほとんどです。

パネルにはシリコン系や化合物系、有機系といった種類があり、
最もメジャーなものはシリコン系です。

さらに、シリコン系のソーラーパネルにも、単結晶と多結晶、
アモルファスシリコンなどのバリエーションがあります。

化合物系のソーラーパネルは複数の化合物を材料としており、
素材によってはコストを下げることが可能です。

また、有機系は有機半導体を塗るだけで製造ができるため、
低コスト・軽量というメリットがあります。

これらのソーラーパネルは、低コスト化実現に向けてさまざまな研究が行われています。

ただし、太陽光発電システムはソーラーパネルだけでは成り立ちません。
例えば、パワーコンディショナも太陽光発電システムに必要な設備のひとつ。
ソーラーパネルで作られた電気は直流で、家庭やオフィスなどで使用するには
交流に変換しなければならないからです。

その際、使用されるのがパワーコンディショナ。
ほかにも架台やケーブル、接続箱などの設備が必要となります。
災害時の非常用電源としての使用を検討しているのであれば、
蓄電池も設置しておいた方がよいでしょう。

蓄電池はピークカットやピークシフトを行い、
効率よく電気を使うサポートをしてくれるため、節電にも役立ちます。

発電量を左右する部分

売電目的だけでなく、節電のために太陽光発電システムの導入を考えているならば、
より効率的に電気を発電できるタイプを取り入れたいというのが本音でしょう。

そこで、まずチェックしてほしいのがソーラーパネルの「変換効率」。
変換効率とは、太陽光をどれほどの割合で電気に変えられるかを示す数値です。
つまり、変換効率が高ければ高いほど、より多くの電気を作りだすことができます。

もちろん、ソーラーパネルの出力も重要です。
出力とは発電量を指し、作り出せる電気の量を表しています。
また、設置面積や設置角度も発電量を左右するポイントなので、覚えておくとよいでしょう。

発電効率を上げる方法

先ほどの説明で、変換効率が高いソーラーパネルを使用すれば、
より多くの電気を作れるとお伝えしましたが、実はここに落とし穴があります。

現在、日本でよく使用されているソーラーパネルはシリコン系ですが、
シリコンは熱に弱いという特性があります。
そのため、夏場高温になる地域では、発電効率が落ちてしまう傾向があるのです。

近年では暑さに強いパネルの開発も進んでいますが、
地域に合わせたソーラーパネル選びが重要といえます。

また、晴れの日が少ない地域や、建物の影響で陰ができる時間が多いという場合には、
少ない日射量でも発電するシリコン系以外のパネルが適していることもあるため、
メーカーにエリアの特性を前もって相談しておくとよいでしょう。

ソーラーパネルの選び方

ソーラーパネルの選び方

変換効率やエリアの特性以外にも、ソーラーパネルを選ぶときに
見ておきたいポイントとして、出力や製造国が挙げられます。

ソーラーパネルを出力から選ぶ

太陽光発電システムの導入と同時に、蓄電池も取り入れたいと考えている場合、
ソーラーパネルの出力や蓄電池の容量なども考慮する必要があります。

例えば、300リットルしか入らないバケツに対し、
毎日500リットルの水を入れても、入りきらない水は無駄になってしまいますよね。
メーカーではこのような相性も考えた上で商品を勧めてくれますが、
前もって知識を持っておくとトラブルを防止できます。

仮に家庭用の太陽光発電システムで年間1,800kWh発電している場合、
1日の平均的な発電量は約4.9kWhとなります。家庭で使用される電気量はそれぞれ異なりますが、
このうち3kWhを毎日消費していると仮定すると、残った電気量は1.9kWh。
つまり、蓄電池の容量は4kWh程度のもので十分といえます。

家庭用の場合、電気の使用量が多いところでも8kWhほどあれば、
災害時にも賄うことができるでしょう。

しかし、企業は単に節電を目的とするだけでなく、
災害時のバックアップ電力として蓄電池を検討しているところも少なくありません。

必要な容量をどれだけの日数で充電できるかも重要になってくるため、
ソーラーパネルの出力も大きく関係してきます。

必要とするソーラーパネルの出力を簡単に割り出したいときには、以下の式が活用できます

蓄電池の容量(W)÷(充電時間×充電日数)=必要なソーラーパネルの出力

蓄電池の容量が50kW、充電日数が3日、充電時間が1日当たり3時間だとすると

50kW÷(3時間×3日)=約5.5kW

となります。

ただし、実際には送電時のロスや変換効率なども考慮しなければならないため、
これよりも大きい出力のパネルを選ぶ方がよいでしょう。
もちろん、使用する電気量も家庭とは異なるため、日々の消費量も確認しておく必要があります。

また、太陽光発電システムの設備のひとつとして、
「チャージコントローラー」と呼ばれるものがあります。

これはソーラーパネルで発電した電気を適正な電圧や電流に保ち、蓄電池を保護してくれる設備です。
こちらもバッテリー容量やソーラーパネルの出力とのバランスを考えて
選ぶ必要があるため、注意しておきましょう。

近年では制御機能の付いたパワーコンディショナも販売されていますので、
併せてチェックしておくのがおすすめです。

ソーラーパネルを製造国から選ぶ

もうひとつのポイントは、製造国。「国産=信頼できる」というイメージを持つ方もいますが、
大規模な太陽光発電システムを設置するならば、
初期投資費用を下げるためのコスト低減も視野に入れなければなりません。

サービス拠点の豊富さや保証内容などをみると、
確かに国産のメーカーは安心できるかもしれませんが、コスト面ではデメリットとなることも。
そのため、さまざまな国のソーラーパネルを比較して検討する必要があります。

国産のソーラーパネルメーカー

国産のソーラーパネルといえば、東芝やパナソニック、
シャープなどの大手企業を思い浮かべるでしょう。
国産メーカーの特徴は、住宅用の太陽光パネルを得意としていること。

日本家屋の形状に合ったシリコン系パネルが普及していることからも、
住宅をメインに考えていることが伺えます。
広い土地が少ない日本の土地柄も影響しているのかもしれません。

上記のほかにも、長州産業や三菱、京セラ、
ソーラーフロンティアなどさまざまなメーカーがあります。

東芝

東芝はモジュールの変換効率や出力にこだわりがあり、狭い
面積でも効率的に発電できるようなソーラーパネルが販売されています。

電極を裏面に接続する「バックコンタクト方式」によって、
太陽光を遮る障害をできるだけなくし、発電効率を上げているのが特徴です。
最大出力は360W、発電効率は20%を超えるものもあります。

また、太陽光の反射によるロスを抑えるために、反射防止膜や反射低減コートを採用しています。
さらにモジュールの保証を25年間無料にするなど、長期間の保証が受けられることもメリットです。

パナソニック

パナソニックは、東芝と同様に省スペースでもたくさん発電できるよう発電効率にもこだわっていますが、
夏の強い日差しでも変換効率が落ちにくいソーラーパネルの開発に力を入れています。
日本でメジャーなシリコン系ソーラーパネルは、先述した通り、熱に弱いという弱点があります。

しかし、アモルファスシリコンと単結晶シリコンを組み合わせることで、
従来の気温が高い地域でも発電量を安定させられるようにしたのです。

ほかにも、曇りや雨の日でも日射量に応じて発電ができるソーラーパネルを販売するなど、
天候に左右されにくいパネル開発が行われています。

シャープ

東芝の場合、変換効率が20%以上の製品もありますが、シャープは15~19%程度。
数値だけを見ると不利に思えますが、シャープは積雪地域でも雪が滑り落ちやすいパネルなども販売しています。

また、さまざまな環境に合わせてパネルが選択できるよう、風圧や塩害に強いパネルの開発にも力を入れています。
沿岸地域や台風が多い、積雪などの理由で発電が難しいといった地域ならば、
シャープを視野に入れてみるのもよいでしょう。

送電ロスや発電ロスをなくすことも重視し、
システム全体で効率的に発電できるような開発が行われているのが特徴です。

中国・上海などアジア圏のメーカー

近年、安さから人気に火が付いているのが、中国や上海などのメーカーです。
メガソーラーのように大規模な発電設備を構えたいと思っているのなら、
トリナソーラーやアップソーラー、インリーソーラーなどに目を向けてみてはいかがでしょうか?

こういった企業の共通点は、グローバルな視野での経営が行われていること。
国産メーカーのように屋根の形状や面積に合わせた製品もあれば、
産業用にコストパフォーマンスを重視したソーラーパネルもあり、選択肢を広げることが可能です。

ジンコソーラー(Jinko Solar):中国

2006年に設立された中国のメーカーで出荷量世界一を誇る企業です。
世界で8ヶ所の生産拠点を持ち2017年の出荷量は9.6~9.8GWにものぼります。
多結晶モジュールの公称最大出力は72セルのパネルで330wと高い発電能力があります。

また、アンモニアや塩害にも強く、60セルのパネルでは雪圧5400paの耐久性があり
低照射でも発電をするので積雪地域でも設置が可能です。

トリナソーラー(Trina solar):中国

トリナソーラーは1997年に誕生した中国のメーカーで、
世界の再生可能エネルギー開発の促進を目指し、中国やイギリス、
アメリカなどの地域で大規模なプロジェクトも行っています。

コスト低減に力を入れているのが特徴ですが、「安かろう悪かろう」といった製品ではありません。
産業用のパネルの最大変換効率は約17~19%、
公称最大出力は270~300W程度で、東芝と比較すると若干劣りますが、
メガソーラーのように広大な土地を使って発電を行うならば十分にカバーできる範囲でしょう。

インリーソーラー(Yingli Solar):中国

インリーソーラーはヨーロッパやアジア、アメリカなどの市場で成長しているメーカーで、
中国では環境にやさしい企業として表彰されています。

低炭素社会実現に向けて活動している一方で、
初期投資費用の回収が早くできるように低コスト化にも力を入れています。

最大出力が300Wを超える製品もあり、バランスのよい投資ができるようサポートしてくれるメーカーです。

アップソーラー(Up Solar):上海

アップソーラーはトリナソーラーと同様に、グローバルな視野での経営を行う上海のメーカーです。
生産拠点をアジアやヨーロッパに置くことで生産ラインのリスクを分散し、
安定的なサービス供給ができるような体制づくりが行われています。

こういった点から、ヨーロッパで高く評価されており、
日本でも住宅用・産業用を問わず多くの実績があります。

また、変換効率は約16~17%と若干劣るものの、320Wと最大出力値が高い製品があることも特徴です。

欧米のソーラーパネルメーカー

カナディアンソーラー:カナダ

豪雪地帯での太陽光発電を得意とするカナディアンソーラーは、
産業用プロジェクトも多く手掛けており、日本市場でもシェアを伸ばしています。
本社はカナダですが生産は中国で行われており、低コスト化にも力を入れています。

中国製パネルには抵抗があるという方もいるかもしれませんが、
25年間の出力保証や10年間のシステム保証など、保証制度もしっかりとしています。

また、100か国以上に導入事例があるというところも、信頼がおける理由でしょう。
その実績を生かしたサポートが行われており、日本でも300か所にサービス拠点があるため、
修理やメンテナンスが必要なときもスムーズに対応してくれます。

変換効率は19%程度となっており、国産のメーカーと比べても引けを取りません。

ファーストソーラー:アメリカ

ファーストソーラーはあまり聞いたことのないメーカーかもしれませんが、
実際の環境下でのパフォーマンスを重視しています。

厳しい環境でも効率的に発電ができるように開発されたシリーズ4は、
塩霧腐食試験や砂漠砂耐性試験などを実施。
出力保証のほか、材料・施工保証も付いています。

製造過程での環境負荷も考慮した経営が行われており、
モジュールのリサイクルも実施していることが特徴です。

ソーラーパネルの性能表記について

ソーラーパネルを選ぶ際、仕様を確認するために性能表記を見る方も少なくないでしょう。

しかし、出力や電圧などはわかっても、
「Voc」や「Isc」は何を表しているのかよく知らないという方もいるのでは?

ここでは、ソーラーパネルの性能表記について簡単に説明していきます。

最大出力(Pmax)

最大出力はシステムの能力を示しており、単位はW(ワット)。
例えば、住宅用の場合は3.5~5kW(3,500~5,000W)程度の設備が一般的です。
最大出力200Wと書かれている場合には、このソーラーパネルを10枚設置すると2,000W、
つまり2kWの設備となります。

面積が限られている場合には、200Wのパネルを10枚載せるよりも、
300Wのものを使用した方がより効率的な発電が可能です。
ただし、その分コストがかかることも考慮しなければなりません。

最大出力はメーカーだけでなく、ソーラーパネルの面積や仕様によっても
大きく異なるため、必ずチェックしておきましょう。

変換効率

変換効率は先ほど説明した通り、太陽のエネルギーを電気に変える効率のことを指します。
数値が高いほど効率よく電気を作ることが可能ですが、
中には「セル」の変換効率を混同させて良い製品だと思わせる業者もいます。

セルは先述したようにソーラーパネルの最小単位で、
モジュールの変換効率とは数値が異なるケースがありますので、
選ぶときには注意して見ておきましょう。

開放電圧(Voc)

開放電圧(Voc)は「Open Circuit Voltage」の略称で、
ソーラーパネルに電流が流れていないとき(解放時)の電圧を意味しています。
この数値を基準に、チャージコントローラーなどの機器を選びます。

短絡電流(Isc)

短絡電流は、ソーラーパネルに電流を流したときに取り出せる最大の電流を意味しています。

動作電圧(Vop)

動作電圧はソーラーパネルの出力が最大になるときの電圧値です。
メーカーのパンフレットには「最大出力動作電圧」と書かれていることもあり、単位はV(ボルト)です。
簡単にいえば、好天時日照度が高いときの電圧を指します。

動作電流(Iop)

動作電流は、動作電圧の電流版と考えるとわかりやすいでしょう。
ソーラーパネルの出力が最大になるときの電流値を示しており、
「最大出力動作電流」と書かれていることもあります。

ソーラーパネルのメリット・デメリット

ソーラーパネルのメリット・デメリット

ここまで読んでみて、ソーラーパネルの特性やメーカーによる違いなどもご理解いただけたかと思います。
しかし、魅力のある設備でなければ投資する価値はありません。

そこで、ソーラーパネル(太陽光発電)のメリット・デメリットについても、あらためて確認しておきましょう。

ソーラーパネル(太陽光発電)のメリット

太陽光発電のメリットとしてまず挙げられるのが、
水力や風力発電などと比較して、設置する場所を選ばないこと。

もちろん、日射量が確保できる場所でなければいけませんが、近年では日射量が少ないエリアでも
効率よく発電できるソーラーパネルの開発も進められています。

また、有機系や化合物系のソーラーパネルの開発が進めば、窓や建物の壁面を利用するなど
いろいろなシーンで活用できる可能性が広がります。

次に、「CO2を排出しない」発電設備であること。
日本で最も多く活用されている火力発電の場合、石油や石炭を燃やして水を温め、
その蒸気でタービンを回すといった仕組みで発電しています。

そのため、発電の過程でどうしてもCO2が発生してしまうのです。
また、燃料は海外からの輸入に頼らなければならず、
価格変動の影響を受けやすいというデメリットもあります。

その点、太陽光発電は太陽という無償のエネルギーが利用可能で、
さらにCO2も発生しない環境にやさしい設備といえます。石油や石炭のように枯渇する心配がなく、
システムさえあれば電気を生み出すことができます。

風力発電や火力発電などと比べて、大掛かりな設備がいらないことも、
太陽光発電のメリットといえるでしょう。
太陽光発電はパネルやパワーコンディショナ、ケーブルといった、
いくつかの機器を接続して稼働しているので、
ほかの設備と比べて部分的なメンテナンスが容易であることも魅力といえます。

そして、これは他の発電設備と共通しているメリットですが、
節約や節電に役立つことが挙げられます。
自宅やオフィスで発電ができるため、発電所で作られた電気を使う割合を減らすことができます。
近年は電気代の高騰が続いていますが、この煽りを受けないこともポイントでしょう。

また、災害時の非常用電源として活用できることも重要です。
東日本大震災以降、多くの企業がBCP(事業継続計画)の見直しを迫られ、
非常時の電源を確保することにも力を入れています。

近年建てられているビルの多くには、環境面への配慮やBCP対策の一環として
太陽光発電設備が取り入れられています。

ソーラーパネル(太陽光発電)のデメリット

一方で、太陽光発電にはデメリットもあります。
まず考えられるのが、設置費用や工事費の問題です。
ほかの発電設備と比べて大掛かりな設備がいらないとはいっても、当然コストがかかります。

固定価格買取制度が始まった当初は、40円/kWhと高単価での電力買取が行われていましたが、
最近では出力抑制が設けられたり産業用太陽光発電の売電単価が10円台に下がったりと、
デメリットが目立つようになってきています。

しかし、売電単価が下がるとともに設置費用も年々下がってきているので、
初期投資費用を回収するまでの期間は以前と同程度で回収ができるでしょう。

メガソーラーで管理を業者に委託する場合には、
【定期的なメンテナンス費用やランニングコスト】を考える必要もあるでしょう。
そういった面から、投資よりも消費に目を向けた太陽光発電がメジャーになってきているのも事実です。

経済産業省も消費をメインとした太陽光発電に目を向けており、
中小企業投資促進税制や中小企業等経営強化法などによる
設備投資支援も実施されています。

また、太陽は昼間にしか出ないため、夜間発電ができないことが大きなデメリットといえます。
また積雪量が多かったり、沿岸部では塩害があったりと、
天候やエリアによって発電量が左右されることもデメリットといえるでしょう。

これらのデメリットを解消するために、NEDO(新エネルギー・産業技術総合開発機構)は、
2030年までに火力発電を下回る発電コスト(7円/kWh)の実現を目指しています。
東芝のように発電効率の向上に力を入れている企業もあり、今後の開発が期待されています。

まずは各メーカーを比較検討してみよう!

ソーラーパネルにはさまざまな種類があり、メーカーによっても特徴が異なります。
それぞれの特性を生かしたパネル選びが重要となるため、
まずは各メーカーの製品を比較検討してみてはいかがでしょうか? 

※記載内容は掲載当時のものであり、変更されている場合がございます。