4kWの太陽光発電システムの1日の発電量は約10.8kWh、1年間では3,942kWhです。
1日に使う電力量と同等程度になるため、家庭内の電力をまかなうには4kW以上の太陽光発電システムを基準にしましょう。
ただし、発電量は環境や季節によって異なるため、平均を大きく下回る場合は原因を追求し、それぞれ対策が必要です。
この記事では、4kWの太陽光発電システムの平均発電量、1日の発電量が平均を下回る原因と対策についてわかりやすく解説します。
4kWの太陽光発電システムの発電量について知りたい方は、ぜひ本記事を最後までご覧ください。
4kWの太陽光発電システムの平均発電量は？
太陽光発電システムの発電量は設置する地域や環境によって異なります。ここでは一般的な4kWシステムの平均発電量について解説します。
1日の平均発電量は10.8kWh
東京電力の発表によると、1kWの太陽光発電システムの1日あたりの平均発電量は約2.7kWhです。この数値をもとに計算すると、4kWのシステムでは1日あたり平均10.8kWhの発電量が見込めます（2.7kWh（1kWあたりの1日の平均発電量） ✕ 4kW = 10.8kWh）。
これは一般的な家庭の1日の電力消費量とほぼ同等か、やや少ない程度です。ただし、数値はあくまで平均値であり、実際の発電量は季節や天候、設置環境によって大きく変動します。
晴れの日には平均を上回る発電量が期待できる一方、曇りや雨の日には発電量が大幅に減少する場合があります。発電量の変動を考慮し、電力の自家消費と売電のバランスを適切に設計しましょう。
1年間の平均発電量は3,942kWh
4kWの太陽光発電システムにおける1年間の平均発電量は、1日の平均発電量をもとに計算すると約3,942kWhです。これは一般的な家庭の年間電力消費量にほぼ匹敵します。
ただし、実際の発電量は設置場所の日照条件や気象状況、パネルの設置角度など、さまざまな要因によって変動します。また、季節によっても発電量は大きく異なるのが一般的です。
夏季は日照時間が長いため発電量が増加する傾向にありますが、パネルの温度上昇による効率低下も考慮しなければなりません。一方、冬季は日照時間が短くなるため、発電量は減少します。
年間を通じた発電量の変動を理解し、電力の使用計画を立てて効率的な運用を心がけましょう。
家庭内の電力をまかなうには4kW以上の太陽光発電システムが目安
環境省の調査によると、令和3年度の一般家庭における年間電気消費量の平均は4,175kWhとされています。
4kWの太陽光発電システムの年間平均発電量が3,942kWhだと考えると、家庭内の電力をすべて太陽光発電でまかなうためには4kW以上の設備が必要になるでしょう。
ただし、電力の自家消費と売電を併用すれば、より効率的な運用が可能です。家庭の電力消費パターンや地域の日照条件を考慮し、適切な容量のシステムを選択してください。
また、将来的な電力需要の増加や蓄電池の導入も視野に入れ、余裕を持った容量設計を検討するのも効果的です。
太陽光発電システムの発電量は環境によって異なる
4kWの太陽光発電システムにおける1日の平均発電量は計算上では10.8kWです。しかし、季節や地域、設置環境などによって上下します。
ここでは、太陽光発電システムの発電量が上下する要因について解説します。
地域によって異なる日射量によって上下する発電量
日本は南北に長い国土を持つため、地域によって日射量に差があります。一般的に南に位置する地域ほど日射量が多く、北に位置する地域ほど日射量が少なくなる傾向があります。
地域別の年間平均日射量および、4kWあたりの予測発電量は以下のとおりです。
| 地域 | 年間平均日射量 | 4kWあたりの年間予測発電量 | 4kWあたりの1日の予測発電量 |
| 札幌 | 3.58kWh/㎡ | 4,600kWh | 12.6kWh |
| 青森 | 3.44kWh/㎡ | 4,420kWh | 12.1kWh |
| 東京 | 3.53kWh/㎡ | 4,536kWh | 12.4kWh |
| 名古屋 | 3.98kWh/㎡ | 5,112kWh | 14.0kWh |
| 大阪 | 3.76kWh/㎡ | 4,832kWh | 13.2kWh |
| 福岡 | 3.84kWh/㎡ | 4,932kWh | 13.5kWh |
| 那覇 | 4.06kWh/㎡ | 5,216kWh | 14.2kWh |
参考：環境省（3.2 住宅用等太陽光発電の導入ポテンシャルの再推計）
地域による日射量の違いは、太陽光発電システムの設計や導入を検討する際の重要なポイントです。地域の特性を考慮し、適切な容量やパネルの種類を選択すれば、効率的な発電システムを構築できるでしょう。
季節によっても発電量は変動する
太陽光発電システムの発電量は季節によっても大きく変動します。一般的に日照時間が長く日射量が多い夏季に発電量が増加し、短くなる冬季に発電量が減少します。
月ごとの4kWあたりの発電量は以下のとおりです。
| 月 | 4kWあたりの1日の発電量 |
| 1月 | 11.44kWh |
| 2月 | 13.12kWh |
| 3月 | 14.00kWh |
| 4月 | 15.60kWh |
| 5月 | 15.60kWh |
| 6月 | 13.16kWh |
| 7月 | 13.92kWh |
| 8月 | 15.04kWh |
| 9月 | 13.60kWh |
| 10月 | 12.80kWh |
| 11月 | 10.80kWh |
| 12月 | 10.60kWh |
参考：太陽光発電総合情報
夏季は日照時間が長い反面、気温の上昇によってパネルの発電効率が低下しやすい傾向にあります。逆に冬季は気温が低いため発電効率は高くなりますが、日照時間の短さや積雪の影響で発電量が減少する場合があるでしょう。
季節ごとの発電量の変動を理解すれば、年間を通じた電力の自給自足や売電計画を立てられます。季節に応じた電力使用の最適化も図りつつ、システムの効率を最大限に引き出しましょう。
パワコンの変換効率も発電量に影響を与える
太陽光パネルで発電された直流電力は、家庭で使用するためにパワーコンディショナー（パワコン）によって交流に変換されます。この変換過程では一定のエネルギーロスが発生するため、システム全体の発電効率に影響を与えます。
一般的なパワコンの変換効率は95〜98%程度です。しかし、効率の高いパワコンを選択すれば、わずかではあるものの発電量を増やせます。
また、パワコンの性能は経年劣化によって低下する可能性があるため、発電量を維持するためには定期的なメンテナンスや必要に応じた交換が重要です。適切な製品選びや管理に注意を払えば、システム全体の効率を長期にわたって維持できます。
1日の発電量が平均を大きく下回る原因と対策
太陽光発電システムの発電量は設置環境によって変動するため、必ずしも平均値の発電ができるわけではありません。平均を大きく下回る場合は何らかの原因が考えられます。
ここでは、1日の発電量が平均を大きく下回る原因と対策について解説します。
太陽光パネルの設置方向や角度が悪い
太陽光発電システムの1日の発電量が平均を大きく下回る場合、何らかの問題が発生している可能性が高いです。
主な原因としてはパネルの設置方向や角度の不適切さが考えられます。これらの問題に対しては、専門家による点検や適切なメンテナンスが必要です。
また、発電量のモニタリングを定期的に行い、異常を早期に発見する対策も重要です。発電量の低下が見られた場合は速やかに原因を特定し、適切な対策を講じましょう。
早期発見と正しい処置ができれば、システムの効率を維持できます。日々の観察と適切な対応は長期的な発電効率の維持につながるでしょう。
太陽光パネルの最適な角度や向きを知りたい方は、以下の記事をご覧ください。
→ソーラーパネルの最適な角度や向きは？太陽光発電の効率を上げる方法も解説
太陽光パネルに影ができている
太陽光パネルに影ができると発電効率が大幅に低下します。影の原因としては近隣の建物や樹木、電柱、アンテナなどが挙げられます。
とくに一部のパネルに影ができると、そのパネルだけでなくシステム全体の発電量に影響を与えてしまうでしょう。この問題を解決するためには可能なかぎり影の原因を取り除く必要があります。
具体的には、樹木の剪定やパネルのレイアウト変更などです。また、マイクロインバーターやパワーオプティマイザーなどの技術を採用すれば、一部のパネルに影ができた場合でもシステム全体への影響を最小限に抑えられます。
太陽光パネルは設置する前に細かな現地調査や、影の影響を考慮したシステム設計が重要です。
太陽光パネル表面に汚れが蓄積している
太陽光パネルの表面に埃や鳥の糞、花粉などの汚れが蓄積すると、日光の透過率が低下し、発電効率が落ちます。とくに長期間雨が降らない地域や工場や交通量の多い道路の近くでは、汚れの蓄積が顕著になる可能性が高いです。
パネルに付着した汚れを取り除くには定期的な清掃が有効です。ただし、高所作業を伴う場合が多いため、安全面に注意する必要があります。
素人による清掃は事故につながる可能性がきわめて高いため、専門業者による清掃サービスを利用するのが得策です。また、雨水による自然洗浄効果を高めるため、パネルの設置角度を適切に保つよう努めましょう。
太陽光パネル表面の汚れを防止したいなら、自動清掃システムの導入や撥水コーティングの施工なども効果的です。清掃と予防を徹底し、発電効率を維持しましょう。
設備の経年劣化による発電量の低下
太陽光発電システムは長期間の使用によって発電効率が徐々に低下していきます。この経年劣化は避けられない現象であり、主に太陽電池セルの劣化、パネル表面の変色、配線の抵抗増加などが原因です。
一般的に年間0.5〜1%程度の効率低下が見込まれ、20年使用すると発電量は初期の80〜90%程度になるといわれています。
設備の経年劣化を対処するためには定期的なメンテナンスと点検が不可欠です。専門家による詳細な診断を受け、パネルやパワコンの性能を評価し、必要に応じて部品の交換を行いましょう。
また、初期の段階から高品質な機器を選択すれば、経年劣化の影響を最小限に抑えられます。さらに最新の技術を採用したパネルへの更新も検討する価値があります。
長期的な視点でシステムの管理計画を立てつつ、適切なタイミングでの機器更新や改修を行えば、安定した発電量の維持が可能です。
太陽光発電システムの破損や故障
太陽光発電システムの破損や故障は、発電量の大幅な低下を引き起こす深刻な問題です。原因はパネルの破損、パワコンの故障、配線の断線や接続部の緩みなど多岐にわたります。
これらの問題は強風や雹などの自然災害、設置時の不備、製品の欠陥、あるいは経年劣化によって引き起こされる可能性もあります。
破損や故障を防ぐためには、定期的な点検と適切なメンテナンスが必要です。
とくに台風や大雪の後には必ず点検を行い、異常がないか確認しましょう。また、日常的な発電量のモニタリングを行い、急激な発電量の低下や異常な変動が見られた場合は速やかに専門家の診断を受けてください。
修理や部品交換が必要な場合は迅速に対応すれば、長期的な発電効率の低下を防げます。さらに保険への加入も検討し、予期せぬ損害に備える意識も持ちましょう。
太陽光発電システムの点検の必要性について知りたい方は、以下の記事をご覧ください。
→太陽光発電システムに点検義務はあるの？点検の必要性や費用と頻度、点検内容を解説
太陽光パネルの表面温度が上がりすぎている
太陽光パネルの表面温度の上昇は発電効率に大きな影響を与える要因のひとつです。とくに夏季の晴天時にはパネル表面温度が70℃以上に達する場合もあり、発電量が10〜15%程度低下する可能性があります。
温度上昇による発電効率の低下はパネルの種類によって異なりますが、一般的に1℃上昇するごとに0.3〜0.5%程度の効率低下が見られます。この問題を解決するにはまずパネル裏面の通気性を確保し、熱がこもりにくい設置方法を採用しなければなりません。
たとえば、屋根とパネルの間に空間を設ければ、自然な空気の流れを作り出し、冷却効果を高められます。また、温度上昇に強い高効率パネルを選択するのも有効です。
加えて、パネル表面に散水して冷却する方法もありますが、水の使用量や設備の追加コストを考慮する必要があります。屋根裏の断熱性能を向上させるのも、パネル温度の上昇を抑制できるでしょう。
まとめ
4kWの太陽光発電システムの平均発電量、1日の発電量が平均を下回る原因と対策について解説しました。
太陽光発電システムの発電量はさまざまな要因によって変動します。しかし、適切な設計と維持管理により、効率的な運用が可能です。
4kWシステムの年間平均発電量は約3,942kWhですが、実際の発電量は地域や季節、設置環境によって大きく異なります。発電量を最大限に活用するためには自家消費と売電のバランスを考慮し、必要に応じて蓄電システムの導入も検討しましょう。
たとえば、EcoFlow DELTA Pro 3は家庭用蓄電池として優れた性能を発揮し、太陽光発電システムとの連携で電力の自給自足率を高められます。定期的なメンテナンスや発電量のモニタリングを行い、問題が発生した際は速やかに対策を講じれば、長期にわたって安定した発電維持が可能です。
太陽光発電と蓄電池を組み合わせると、より安定したエネルギー供給と電気代の削減を実現できます。自宅のエネルギー管理を最適化し、持続可能な暮らしを目指しましょう。
DELTA Pro 3の詳しい製品情報については、以下のページをご覧ください。
