太陽光パネルとは？仕組みや発電量、メリット・デメリットについて解説

「太陽光パネルとは何？導入するメリット・デメリットを知りたい」という疑問がある方も多いのではないでしょうか。太陽光パネルとは、太陽光を電気エネルギーに変換する装置のことです。

太陽光パネルを導入する前に、自分のニーズに合ったパネルを知っておくことが重要です。また、初期費用の高さやメンテナンスの必要性など、導入するデメリットも把握しておきましょう。

本記事では、太陽光パネルの仕組みや特徴、メリット・デメリットについて解説します。太陽光パネルの導入を検討している方は、ぜひ本記事を最後までご覧ください。

太陽光パネルとは？

太陽光パネルとは、太陽光を電気エネルギーに変換する装置のことです。この装置は、太陽光発電システムの中核を担う重要な機器であると言えます。

太陽光パネルは、複数の太陽電池（ソーラーセル）を組み合わせて作られています。シリコンなどの半導体材料で作られており、太陽光が当たると電流が発生する仕組みです。

太陽光パネルは基本的に、住宅の屋根や野立てなど、日当たりの良い場所に設置されます。パネルに太陽光が当たることで発電し、その電力を家庭内で使用したり、電力会社に売電したりすることができます。

太陽光パネルの仕組み

太陽光パネルの基本原理は、光が半導体に当たったときに電子が動き出し電気が発生する「光電効果」という現象によるものです。

太陽電池セルの半導体部分に光が当たると、電子が光エネルギーを吸収します。この吸収した光エネルギーを選別することで、外部の電気回路へと押し出し、外部の電気回路のなかでエネルギーを分散させ、太陽光パネルに戻ってくるという仕組みです。

発電に用いる半導体とは？

半導体とは、導体（電気をよく通す物質）と絶縁体（電気を通さない物質）の中間的な性質を持つ物質のことです。太陽電池セルに使われる半導体材料は、主にシリコンで構成されています。

【シリコンの主な種類】

単結晶タイプ
多結晶タイプ
アモルファスシリコン
HIT（ヘテロ接合型）

単結晶シリコンは、純度の高いシリコン結晶が使用されているもので、ほかのシリコン系に比べて効率が高いという特徴を持ちます。日本の家庭用設備として多く使われているのが、この単結晶シリコンとなります。

太陽光パネルの発電量

太陽光パネルの発電量は、パネルの効率と面積、日射量によって決まります。発電量を理解するためには、発電効率と発電量の単位について知ることが重要です。

発電効率

発電効率とは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換する割合のことを指します。つまり、太陽光パネルに当たった太陽光エネルギーのうち、どれだけを電気エネルギーに変換できるかを示す指標です。

基本的に発電効率が優れた太陽光パネルほど性能が高いとされており、同じ条件下でより多くの電力を発電することが可能です。現在の主流である単結晶シリコン系のパネルの場合、発電効率は15～20％程度とされています。

例えば、発電効率が20％の太陽光パネルであれば、太陽光エネルギーの20％を電気エネルギーに変換できることを意味します。

→太陽光発電における発電効率とは？変換効率との違いや効率を高める方法を解説

発電量の単位

太陽光パネルの発電量は、「ワット（W）」や「キロワット（kW）」で表されます。WやkWは瞬間的に発電・消費できる出力を示しており、1kWの電力を1時間消費した場合の電力量は1kWhと表記します。

瞬間的な発電出力（kW）に時間（h）をかけて発電量を算出するため、計算式は「電力（kW）×時間（h）」となります。ただし、実際の発電量は、天候や設置角度、パネルの温度などの影響を受けるため、理論値よりも低くなる傾向にあります。

太陽光パネル｜住宅用・産業用の違い

太陽光パネルは、住宅用と産業用で異なる特性があります。用途に合わせて、適切なパネルを選ぶことが重要です。

住宅用の太陽光パネル

住宅用の太陽光パネルは、主に屋根に設置されます。住宅の屋根は、設置面積が限られているため、高効率のパネルが求められる傾向にあります。

住宅用パネルは、見た目の美観も重要な要素の1つです。屋根に馴染むデザインや、色調を選ぶことができるパネルもあります。また、軽量で耐風圧性の高いパネルが好まれます。

住宅用パネルには、シリコン系のパネルが主に使用されています。特に単結晶シリコンパネルは効率が高く、限られたスペースから多くの電力を得られるため、住宅用に適していると言えるでしょう。

→家庭用・住宅用の太陽光発電システムとは？設置するメリット・デメリットを解説

産業用の太陽光パネル

産業用の太陽光パネルは、大規模な太陽光発電所で使用されます。広大な土地に多数のパネルを設置するため、コストパフォーマンスを重視し、比較的効率の低いパネルが使われることもあります。

産業用パネルは、耐久性や信頼性が特に重要です。過酷な環境下でも長期間安定して発電できる必要があるため、耐候性や耐腐食性に優れたパネルが求められます。

発電容量は全体で数MW〜数百MWに達することもあり、大量の電力を生み出すことが可能です。パネルの清掃や点検、修理などを効率的に行えるよう、大型で扱いやすいパネルが好まれる傾向にあります。

太陽光パネルを導入するメリット

太陽光パネルを導入することで、さまざまなメリットを享受できます。ここでは、主要なメリットを5つ紹介します。

電気代を削減できる
非常用電源になる
環境にやさしい生活を送れる
余剰電力を売却できる
蓄電池との併用で使い方の幅が広がる

太陽光パネルの導入を検討中の方は、事前にメリットを把握しておくことをおすすめします。以下、各メリットを1つずつ見ていきましょう。

メリット1．電気代を削減できる

太陽光パネルで発電した電力を自家消費することで、月々の電気代を削減できます。日中の日差しが強い時間帯に発電した電力を、家電製品の運転などに使用することで、電力会社からの購入量を抑えられるのです。

太陽光発電システムの導入費用は年々下がってきているため、少ない費用で長期的な経済メリットが期待できます。特に日中の電力需要が高い家庭や事業所では、自家消費による電気代削減の効果が大きいと言えるでしょう。

メリット2．非常用電源になる

太陽光パネルと蓄電池を組み合わせれば、停電時の非常用電源として活用できます。昼間に太陽光パネルで発電した電力を蓄電池に貯め、電力供給が絶たれた停電時に使用すれば、最低限の生活水準を維持できるでしょう。

近年、自然災害による停電が頻発しています。太陽光発電システムと蓄電池を導入しておけば、非常時でも電気を使用し続けられるため安心です。災害対策として有効な手段となります。

→緊急時に非常用電源が求められる理由とは？選び方やおすすめ製品を紹介

メリット3．環境にやさしい生活を送れる

太陽光発電は、化石燃料を使わないクリーンな発電方式です。太陽光パネルはCO2排出量の削減に貢献し、環境負荷の低減につなげられます。

地球温暖化や気候変動が深刻化するなか、再生可能エネルギーの普及は急務となっています。太陽光発電を活用することは、持続可能な社会の実現に向けた一歩だと言えるでしょう。環境にやさしい生活を送りたい方にとって、太陽光パネルの導入は大きな意味を持ちます。

メリット4．余剰電力を売却できる

発電した電力が自家消費量を上回る場合、余剰電力を電力会社に売却できます。固定価格買取制度（FIT制度）を利用することで、一定期間高い価格で電力を売ることが可能です。

売電収入を定期的に得ることができるため、太陽光発電システムの投資回収を早められるでしょう。ただし、FIT制度の買取価格は年々下がってきているので、長期的な収支計画を立てることが重要です。

→太陽光発電における売電の仕組みとは？設置費用や売電価格を詳しく解説

メリット5．蓄電池との併用で使い方の幅が広がる

太陽光パネルと蓄電池を併用することにより、電力の有効活用が可能となります。日中に発電した電力を蓄電池に貯めておき、夜間や電力需要のピーク時に使用する「ピークシフト」を行えます。

このピークシフトを行うことにより、電気代の削減効果をさらに高められるでしょう。系統電力から独立した自給自足のライフスタイルを実現できるため、エネルギーの自由度が大きく広がります。

太陽光パネルを導入するデメリット

太陽光パネルの導入にはメリットがある一方で、デメリットもあるため注意が必要です。ここでは、主なデメリットを3つ解説します。

導入コストが高額になりやすい
定期的にメンテナンスが必要となる
発電量が天候に左右される

メリット・デメリットの両方を理解した上で、太陽光パネルの導入を検討してみてください。それぞれのデメリットを詳しく解説していきます。

デメリット1．導入コストが高額になりやすい

太陽光パネルの導入には、初期費用が高額になる傾向があります。パネルや周辺機器の購入費、設置工事費などがかかるためです。

住宅用の太陽光発電システムでも、数十万円から百万円程度の導入費用がかかります。パネルの枚数や容量、使用する機器のグレードによって費用は大きく変動しますが、いずれにしても数十万円は最低限必要となります。

また、屋根の強度不足や形状の問題で追加工事が必要となる場合もあるため、導入コストが予想以上に膨らむことがあるでしょう。

デメリット2．定期的にメンテナンスが必要となる

太陽光パネルの性能を維持するためには、定期的なメンテナンスが必要です。具体的には、以下のようなメンテナンスが求められます。

パネルの清掃や点検
部品の交換
関連機器の手入れ

パネルの表面に汚れやホコリが付着すると、発電効率が低下します。発電量の減少を抑えるためにも、太陽光パネルの定期的なメンテナンスが欠かせないのです。

デメリット3．発電量が天候に左右される

太陽光パネルの発電量は天候に大きく左右されるため、曇りや雨の日は発電量が低下し、安定した電力供給が難しくなります。つまり、天候が悪く、日照時間が短い日は発電量が大幅に減少してしまうのです。

特に梅雨の時期や冬季は、太陽光の当たる時間が限られるので、発電量が低迷する傾向にあります。天候に左右されない安定した電力供給を求める場合、太陽光発電システムだけでは不十分であるため、蓄電池の利用や系統電力との併用が求められます。

また、年間を通じた日照時間や天候のデータを確認し、期待される発電量を見積もることも大切です。

太陽光パネルの導入ならEcoFlowにお任せ！

太陽光パネルの導入を検討している方におすすめなのが、EcoFlowの太陽光パネルです。EcoFlowでは、高品質で信頼性の高い太陽光パネルを提供しています。

EcoFlowの太陽光パネルは、高い発電効率を誇る単結晶タイプのシリコンを採用しているため、コンパクトでありながら大容量の発電が可能です。また、耐久性にも優れており、過酷な環境下でも長期間安定して発電できる設計となっています。

さらにEcoFlowでは、ポータブル電源とソーラーパネルのセット商品も販売しています。ポータブル電源との併用により、太陽光で発電した電力を蓄電し、必要なときに自由に使用することが可能です。

アウトドアや非常時の備えとしても活用できるため、エネルギーの自給自足を目指す方におすすめのセット商品です。

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まとめ

本記事では、太陽光パネルの仕組みや特徴、メリット・デメリットについて解説しました。

太陽光パネルは、太陽電池セルを複数枚組み合わせた装置で、太陽光を電気エネルギーに変換します。パネルの性能は、使用する半導体材料や構造によって異なります。

太陽光パネルの導入には、電気代の削減や環境負荷の低減など、さまざまなメリットがある一方で、複数のデメリットも存在するため、それらを踏まえた上で導入を検討しましょう。

ローコストで太陽光発電を始めたい方は、EcoFlowが販売する太陽光パネルとポータブル電源のセット商品がおすすめです。アウトドアや非常時の備えとして使用でき、手軽にエネルギーの自給自足を実現できます。