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通信講座No.043 「わが家で再生可能エネルギーをつくろう」

講座No.043-1 「太陽光発電は効率・寿命・保証がポイント」

東日本大震災以降、省エネや節電に対する意識の高まりに加え、原発の問題や電気料金の値上げなどをきっかけに、エネルギー源について真剣に考える機会も増えたのではないでしょうか。同時に、再生可能エネルギーについてのニュースは、テレビやさまざまなメディアで数多く取り上げられています。そこで、私たちが我が家でつくることができる再生可能エネルギーについて考えてみましょう。

自宅でできる再生可能エネルギーといえば、誰もがまず思い浮かべるのが太陽光発電でしょう。
天候に左右されるとはいえ、地球全体に降り注ぐ太陽の光エネルギーを利用するという点においては、誰もが平等に利用できるエネルギーです。太陽光発電協会(JPEA)によれば、地球上に到達する太陽光のエネルギー量は1m2当たり約1kWで、地球全体に降り注ぐ太陽エネルギーを100%変換できるとすれば、世界の年間消費エネルギーを、わずか1時間でまかなうことができるほど巨大なエネルギーなのだそうです。しかも、化石燃料のように枯渇する心配がなく、地球温暖化の原因のひとつとされる二酸化炭素を発電時に排出しないクリーンなエネルギー源でもあります。上手く使うに越したことはありません。家庭で作った電気は自ら使うことができるうえに、平成24年7月1日から「再生可能エネルギーの固定価格買取制度」が始まり、電力会社による余剰電気の一定期間・一定価格での買い取りが義務付けられました。これにより、自宅に設置した太陽光発電の設備投資に対する負担の軽減に繋がります。

では、自宅に設置するにはどんな太陽光発電をどう選んだらよいでしょうか。
太陽光発電システムの中心となる「太陽電池」をポイントに考えてみましょう。
太陽光発電は効率・寿命・保証がポイント「太陽電池」は、太陽光のエネルギーを電気に変換するエネルギー変換器であり太陽光発電の要です。
太陽電池は図1で示すように、太陽電池素子そのものをセルと呼び、セルが太陽電池の基本単位となります。そして、セルを必要枚数配列して、屋外で利用できるよう樹脂や強化ガラスなどで保護し、パッケージ化したものをモジュールといいます。このモジュールは、太陽電池パネルとも呼ばれます。モジュール(パネル)を複数枚並べて接続したものをアレイと呼びます。メーカーによって、セル、モジュールの大きさはさまざまで、モジュールの繋ぎ方や設置の方法も異なります。

また、太陽電池はシリコンなどの半導体で作られており、この半導体に光が当たると、日射強度に比例して発電します。ただし、「電池」という名前がついていても、電気を溜める機能はありません。
太陽電池には、半導体使われる素材や構造によっていろいろな種類があります。開発中のものを含めると多岐にわたりますが、ここでは現在普及が進んでいるものを中心に紹介しましょう。

太陽光発電は効率・寿命・保証がポイント

上記の中で、住宅用に普及しているのがシリコン系の3種類です。同じ系統の半導体でも、メーカーによって、価格、変換効率、寿命にはバラつきがあります。決して安価なシステムではありませんので、単に価格だけで選ぶのは危険ですが、効率や寿命を重視しすぎても天候次第という面もあるので、費用対効果で満足な結果が得られるとは限りません。幾つかのメーカーの見積りとカタログを取り寄せ、比べてみることをお勧めします。あちこちに頼むのが面倒であれば、信頼のできる工務店やリフォーム業者に幾つかのメーカーの見積りとプランを提案してもらうと良いでしょう。
神奈川県下有数のリフォーム実績がある株式会社高千穂で、現在推奨している太陽光発電システムは、ヨーロッパ、アメリカ、アジアなどグローバルな評価、実績を持つ、カナディアン・ソーラー(カナディアン・ソーラー・ジャパン株式会社)とTERAS CooL100(株式会社ウエストホールディングス)です。お勧めのポイントは、どちらも太陽電池モジュールの出力保証が25年間、太陽光発電システム全体保証は10年間という充実した保証と高変換率です。太陽光発電システムを自宅に導入するのに、売電を当てにして、10年~15年のローンを組まれる方が多いため、ローン期間中の出力が安定し且つ劣化が少ないことは重要だからです。太陽光発電にはさまざまなメーカーがあります。その幾つかの性能と保証を下記の表にまとめましたので、参考にご覧下さい。

太陽光発電は効率・寿命・保証がポイント

太陽光発電は効率・寿命・保証がポイントまた、太陽電池も大切ですが、それを有効に使うための接続箱とパワーコンディショナも重要です。 図2のように、太陽電池で作られた電気は、接続箱(太陽電池からの直流配線を一本にまとめ、パワーコンディショナに送るための装置)を通って、パワーコンディショナで直流電力を交流電力に変換して、家庭で使える電気となるのです。そのため、いくら太陽電池が発電しても、パワーコンディショナがその機能を十分に発揮しなければ、意味がないといっても過言ではありません。パワーコンディショナや接続箱を含めたシステム全体の品質と保証を確認することも選ぶ時の重要なポイントです。

さらに、実際に屋根に設置する際には、さまざまな制約が生じます。特に、屋根の向きや形は大きく影響します。前述の表は各メーカーの主要な製品のみについて記載していますが、その製品が自分の家の屋根に必要な枚数だけ設置できるとは限りません。効率よく太陽光を吸収するためには、太陽電池モジュールを設置すべき箇所は限られているからです。そのため、前述の主要な製品ばかりではなく、狭小スペースに対応可能な太陽電池モジュールがあるかどうかも、自分が望む発電量を確保するには大切です。例えば、カナディアン・ソーラーは3.8kW容量を望む場合、上記表の商品を20枚設置する必要があります。1枚のモジュールが約1.28㎡なので20枚で25.6㎡にもなります。それだけの広さを一軒の屋根の南面に確保するのは、家の大きさ、屋根の形や向きなどに制限が生じます。一方、TERAS COOL100であれば約40枚必要ですが、1枚のモジュールが約0.55㎡ですので、狭いスペースにも対応でき、屋根の形に合わせて設置しやすいといえます。ちなみ、太陽光発電協会(JPEA)の試算によると、太陽電池容量 1kWシステム当たりの年間発電量を約1,000kWhとした場合、一世帯当たりの年間総消費電力量は5,650kWh/年なので 4kWシステムなら、70%程度まかなえる計算になるそうです。わが家に適した製品選びのためには、太陽光発電の設置を検討する際には、必ず我が家の消費電力量を把握しておくようにしましょう。
そして、製品選びとともに、注意したいのが施工業者です。屋根という家全体を守る重要な場所に設置するシステムなので、施工とアフターメンテナンスに信頼をおける業者に依頼することが大切です。

2012年8月現在、太陽光発電の設置に関して、国の補助制度、地方自治体による助成や融資、所得税額控除などのさまざまな特別な推進措置がとられています。今年度導入した場合の買取価格は、一般住宅の場合42円/kwhです。固定価格買取制度により、今後10年間はこの価格で余剰電力が買取されますので、省エネや節電の励みにもなります。さらに、家庭用スマートグリッドの普及も進んでいますので、太陽光発電の導入の際には、将来の住まいのお手入れやライフスタイルを考慮して、古い電化製品の見直しやエコキュートなどの最新省エネ設備、家庭用蓄電システム、そして断熱化など、施工業者によく相談し、総合的に住まいを診断してもらったうえで、バランスの取れたエネルギーの消費と供給を目指すようにしましょう。

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