ソーラーパネルの設置に興味はあっても、「仕組みや設置費用が分からなくて、手を出しづらい」という人も多いのではないでしょうか。

太陽光電池を繋げて作られたソーラーパネルは、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、電池や電線なしで発電できる設備です。

毎年のように自然災害が起こる日本では、非常時でも太陽光発電ができるソーラーパネルと、電気を充電して必要な時に使える蓄電池の組み合わせが注目されています。

本記事では、ソーラーパネルの仕組みや生活に導入するメリットなどをわかりやすく解説していきます。

また、ソーラーパネルと蓄電池との組み合わせによって、どのような相乗効果が生まれるのかも紹介していますのでぜひ参考にして下さい。

ソーラーパネルとは？

ソーラーパネルは、太陽光発電に用いられるパネル状の設備のことで、太陽光パネルや太陽電池板、太陽電池モジュールとも呼ばれています。

建造物の屋根や工場の敷地などで見られる大型のソーラーパネルは、小さな太陽電池を組み合わせ、アルミ枠などで覆われた形状になっています。

太陽電池は、太陽光エネルギーを直接電気に変換できる仕組みになっており、太陽光がパネルに照射した時に電子を放出する「光電効果」が発電の原理となっているのです。

最近では、アウトドアや車中泊などさまざまなシーンで活用できる「折りたたみ式ソーラーパネル」の需要も高まっています。

また、ソーラーパネルと蓄電池を組み合わせることで、日中に充電した電気を夜間や停電時に使うことも可能です。

ソーラーパネルの仕組み

ソーラーパネルの心臓とも言える太陽電池は、「n型半導体」と「p型半導体」の2種類の半導体が張り合わさった構造になっています。

太陽の光が半導体に照射した時、n型半導体にはマイナス電子、p型半導体にはプラス電子が流れます。それぞれの電子が、導線を経由して正孔の方へ移動する原理によって太陽光発電が実現しているのです。

＜正孔（ホール）とは＞
半導体や絶縁体において、真性半導体であれば電子で満たされているべき価電子帯の電子が不足している状態のこと。

ソーラーパネルの仕組みをさらに理解していただけるように、構造について解説していきます。

ソーラーセル

「ソーラーセル」は、ソーラーパネルを構成する最少単位として扱われ、太陽電池や光電池とも呼ばれるものです。

ソーラーパネルは、多数のセルを接続して太陽光発電を行っており、ソーラーセルは「如何に多くの電気エネルギーへ変換させられるか」という重要な役割を担っている要素です。

太陽電池モジュール（ソーラーパネル）

ソーラーパネルの別名称である「太陽電池モジュール」は、ソーラーセルを複数接合し、ガラス・樹脂・フレームなどで保護した後、板状に加工したものです。

太陽光発電はソーラーセル単体では大きな発電量にならず、強度も足りないことから、太陽電池モジュールに加工する必要があります。

アレイ（ストリングス）

「アレイ」とは、必要な電力を得るために、太陽電池モジュールを複数枚並べて接続した構成単位のことです。

建造物の屋根や敷地に設置する太陽光発電システムの完成形のことで、ストリングスとも呼ばれます。

ソーラーパネルの構造を構成単位順で並べると、アレイ＞モジュール＞セルのようになります。

パワーコンディショナー

一般家庭でソーラーパネルを設置する際、直流の電気を交流に変換する機器が「パワーコンディショナー」です。

パワーコンディショナーは、太陽光発電で作った電気の電圧を一定に保つ「コンバータ機能」によって、以下の2種類に分けられます。

パワーコンディショナーを選ぶ際は、以下のポイントに注目してみてください。

・ソーラーパネルの出力が最大電力値以内に収まるか
・設置スペースを確保できるか
・変換効率が良いか（100%に近いか）

設置する際は、1kWあたり4万円前後の費用がかかることも覚えておきましょう。

ソーラーパネルの素材に応じた変換効率

ソーラーパネルの素材によって、どれだけの電気エネルギーに変換できるかを示す「変換効率」が異なります。

素材は大きく分けて、シリコン系、化合物系、有機系、量子ドット系の4種類に分類されます。

それぞれの素材の特徴や発電効率を紹介していきますので、ソーラーパネル選びの際に参考にしてみてください。

シリコン系

ソーラーパネルの素材で最も一般的なものが「シリコン系」で、太陽光発電が誕生した当時から現在まで使用されています。

シリコン系に限ることではありませんが、変換効率が高いほどコストも高くなる傾向にあります。

結晶状態の違いや、組み合わせによる変換効率と特徴は以下の通りです。

化合物系

化合物系とは、銅（Cu）、インジウム（In）、ガリウム（Ga）、セレン（Se）などの物質を合成した素材のことです。

化合物系のソーラーパネルはシリコンが使われていないため、省資源・低コストで量産されています。また、経年劣化が少なく、光の吸収率がシリコン系より優れていることもメリットです。ただし、変更効率ではどうしてもシリコンに劣ることを理解しておきましょう。

海外では「CdTe」という化合物も使用されていますが、日本では環境問題への悪影響を懸念し、現在は製造されていません。

有機系

電気を流す半導体は本来無機物で作られますが、有機物で作る研究が進められています。

有機物とは、生体の体内で起きた変異によって生まれる物質や、炭素を含み、燃焼効果で二酸化炭素や水を生み出す物質のことです。

有機系のソーラーパネルは、薄型軽量で自由自在に折り曲げることができます。ただし、耐久性の低さや変換効率の悪さはネックとなります。

現在は研究段階となっているため、実用化には至っていません。

量子ドット系

 量子ドットとは、量子力学や量子化学において、独自の光学特性を有するナノスケールの微細結晶のことです。

現在は研究段階にありますが、理論上では変換効率75%を実現するという、今最も注目されているソーラーパネルの素材です。

実用化はまだ先になりますが、高機能性を備え、安価な原料で作ることができるため、低コスト化が期待されています。

ソーラーパネルの発電量の指標について

ソーラーパネルに照射された太陽光エネルギーが電気エネルギーへ変換された時、発電効率の指標となるのが「変換効率」です。

変換効率は、ソーラーパネルがどの程度の性能を備えているか判断するためにも、重要な要素となります。

セル変換効率

セル変換効率とは、ソーラーセル単位（セル1枚あたり）で電気エネルギーに変換できる力をどのくらい持っているかを表すものです。

基本的に、変換効率が高いほど優れた性能を持ったソーラーパネルであると判断できます。

＜セル変換効率の計算式＞
セル変換効率（%）＝ 出力電気エネルギー ÷ 太陽光エネルギー × 100

モジュール変換効率

モジュール変換効率とは、ソーラーパネルの1平方メートルあたりの変換効率のことです。

＜モジュール変換効率の計算式＞
モジュール変換効率 ＝（モジュール公称最大出力（W）×100）÷（モジュール面積（m2）×1000（W/m2））

計算式で出てきた「W」というのは、ソーラーパネルの発電量を表す最大出力の単位です。

ソーラーパネルの製品説明を理解するために、「kW」や「kWh」という単位についてもここで理解しておきましょう。

＜kWとは＞
ソーラーパネルの瞬間的な出力（発電能力）を表す単位のこと。

＜kWhとは＞
太陽光発電において、「1時間あたりどのくらい発電できるか」を表す単位のこと。
 

蓄電池やポータブル電源と組み合わせて非常時に備える

災害大国とも呼ばれる日本では、震災や台風などの自然災害によって停電が起こるケースは珍しくありません。

そんな時に太陽光発電システムがあれば、電気が通っていなくても家電などに給電できるのです。さらに、ソーラーパネルで発電した電気を貯めておくことができる「蓄電池」があれば、太陽が出ていない夜でも電気を使うことができます。

ここからは、一般家庭にソーラーパネルと蓄電池を設置した場合、どのようなメリットがあるのかを紹介していきます。

現在主流の家庭用蓄電池の特徴

現在の家庭用蓄電池は、スマートフォンやパソコンなどで使用されているリチウムイオン電池が主流です。

リチウムイオン電池は蓄電容量が大きく耐久性があり、太陽光発電との組み合わせによって自家消費率が向上するメリットがあります。

AI機能を搭載した蓄電池も販売されており、日々の稼働データを自動記録しながら電力消費を最適化する、必要な発電量を予測するなどの高機能が備わっています。

家庭用蓄電池とポータブル電源の違いとは？

ポータブル電源を簡単に説明すると、持ち運び可能なコンパクトサイズの蓄電池のことです。

一般的な家庭用蓄電池は、エアコン1台〜2台分のサイズで重量は60kg〜250kgとかなり重いです。ポータブル電源は、片手でも持てるボックス型が主流で、重量は2kg〜20kgくらいのため持ち運びも楽です。

また、蓄電池は配線工事が必要となりますが、ポータブル電源は本体に備わった端子にアダプターなどを差し込むだけで手軽に使用できます。

家庭用蓄電池の方が蓄電容量が大きいですが、ポータブル電源の方が使い勝手の良さに優れています。

EcoFlowから発売されている「DELTA Pro」は、大掛かりな工事不要の持ち運べる家庭用蓄電池です。「EcoFlow DELTA Pro」について詳しく知りたい方はこちらをご覧ください。

夜間でも電力消費が可能に

ソーラーパネルと蓄電池を組み合わせて設置することで、日中に太陽光発電した電気を蓄電池へ充電し、夜間に充電しておいた電力を消費できます。

ソーラーパネル単体では、太陽が出ていない時間帯に発電できないため、蓄電池を活用することで時間帯や天候に関わらず、家電や電気自動車などへの給電が実現するのです。

FITが満了したあとでも光熱費を削減できる

再生可能エネルギーを普及させる目的で誕生した「FIT制度」は、発電した電気を一定期間電力会社に買い取ってもらえる固定価格買取制度です。

FITで売電収益を得られるのは10年間ですが、その後、蓄電池を活用して自家発電をすることで太陽光発電のメリットを最大化できます。なぜなら、電力会社から買電する電気単価よりも、自家発電した電力の電気単価の方がお得だからです。

ソーラーパネルと蓄電池があれば、発電・消費・蓄電の全てを担うことができ、非常事態にも備えておくことができます。

電気自動車の充電にも活用できる

ソーラーパネルで蓄電池に溜めた電気は、電気自動車のバッテリー充電にも活用できます。

蓄電容量が多い製品であれば、20時間以上連続で駆動させられるほどの電気を蓄えられます。

電気自動車の充電スポットは、まだまだ全国的に多いわけではないため、非常時に電気自動車を動かせないという事態も回避できます。
 

ソーラーパネルを導入するメリット

ソーラーパネルによる太陽光発電を導入することによって、災害時や停電時でも安心・安全に電気を使える環境をつくれます。

他にもソーラーパネルを生活に取り入れるメリットは沢山あるため、導入後の生活をイメージできるように詳しく紹介していきます。

クリーンな発電で地球環境保護に貢献できる

ソーラーパネルによる太陽光発電は、資源が限られている化石燃料とは違い、短期的に再生できる「再生可能エネルギー」とされています。

枯渇する心配がない太陽光をエネルギーとし、CO2を排出しないエコな発電が実現するため、地球環境保護に貢献できます。

災害時・停電時の非常用電源に使える

震災や台風などの災害に見舞われ、インフラが停止したり停電したりした時でも、太陽光発電システムによって最低限の電力を使用できます。

例えば、震災に見舞われてスマートフォンのバッテリーが切れてしまった時、家族や友人の安否を確認するのは困難です。そんな時に太陽光発電システムがあれば、速やかにバッテリーを充電でき、スマートフォンで情報収集できるようになります。

また、テレビやラジオの電源を入れてニュースをチェックできる他、電子ケトルでお湯を沸かして使用するなど非常時には大活躍します。

ただし、ソーラーパネル単体では、電気を使用できるのが太陽光が射している時間帯に限られるため、万事に備えるのであれば蓄電池とセットで導入するのがオススメです。

電力会社に余った電力を売却可能

ソーラーパネルを導入した場合、再生可能エネルギーを国が定める価格で買い取ってもらえる固定価格買取制度（FIT）が利用可能です。

住宅用太陽光発電システムでは、設置から10年間にわたって電力会社などに余剰電力をを買い取ってもらえるため、ソーラーパネル設置費用が実質的に安くなる制度です。

以下は、2022年度（令和4年度）に経済産業省から発表された「令和3年度以降の調達価格等に関する意見」

をもとに売電価格をまとめたものです。

近年の売電価格は下降傾向ですが、2023年以降もFIT制度自体は継続します。

折りたたみ式なら幅広いシーンで活用可能

持ち運びできる折りたたみ式のソーラーパネルなら、さらに活用範囲が広がります。

EcoFlow｜110Wソーラーパネル

例えば、EcoFlowの製品「110Wソーラーパネル」は、単結晶シリコンセルの4つ折りタイプで、総重量約6kgなのでアウトドアでも大活躍します。

また、取っ手が付いた収納バッグ付きで、ソーラーパネルを折り畳んでバッグのようにコンパクトにできるため、持ち運びも大変楽です。

例えば、キャンプやピクニック中にスマートフォンのバッテリーを充電したり、モバイル機器に接続したりできるため、電源サイトがない場所で電気を使用できます。

万が一に備えて車に積んでおけば、災害によって車中泊などを余儀なくされた時などにも活用できます。

ソーラーパネルを導入するデメリット

非常時でも電気を使えるようになるソーラーパネルですが、導入するにあたってデメリットもしっかり理解しておかなければなりません。

例えば、一般家庭でソーラーパネルを導入するには、本体の費用に加えて工事費などがかかります。

他にも天候によって発電量が左右されるなどの懸念点があるため、詳しく解説していきます。

導入コストが必要になる

ソーラーパネルの導入コストは、FIT制度によってある程度還元されますが、それでも100万円以上の設置費用がかかるケースが多いです。

経済産業省資源エネルギー庁の「令和3年度以降の調達価格等に関する意見（案）」によると、2022年における住宅用太陽光発電（設置容量5.00W）にかかる導入コストの相場は、「137.5万円」とされています。1kWあたりの価格にすると「27.5万円/kW」です。

住宅用ソーラーパネルに対し、高額なイメージを持っている人は少なくないですが、太陽光発電の導入コストは年々安くなっています。また、比較的低コストで導入できる製品もあるため、相場より安く収まるケースも多々あります。

導入コストの内訳については、後ほど詳しく説明します。

天候によって発電量が異なる

太陽光発電の発電量は、日射量に左右されるため、悪天候時に発電量が著しく低下するデメリットがあります。

また、日照時間が短い冬には、1日における発電量が夏などと比べて少なくなることを理解しておかなければなりません。

ただし、梅雨で雨が連日続いたとしても、長い期間で見れば十分に安定したパフォーマンスを期待できます。

ソーラーパネルの導入コストの内訳について

ソーラーパネルの導入コストがかさむのは、本体に加えてパワーコンディショナーや発電モニター、工事費などが必要になるからです。

例えば、ソーラーパネルの導入コストの総額が約30万円だった場合、以下のような内訳になります。

導入コストをできるだけ抑えたい場合には、「安価なモデルを選ぶ」「設置工事費用が安い業者に依頼する」などを検討しましょう。

ただし、ソーラーパネルは長期間にわたって使用するため、「変換効率」や「耐久性」については妥協しすぎないように注意してください。

使用用途に応じたソーラーパネルの選び方

ソーラーパネルは、製品によって発電効率や素材、サイズ、重量などが異なります。

どこに注目して選んでいいかわからない人に向けて、一般家庭用、デイキャンプ用、長期間の車中泊用など、使用用途に応じた上手な選び方を解説していきます。

一般家庭用の選び方

住宅用ソーラーパネルは、屋根のサイズに合うものから選ぶことが前提となります。

次に、コストに対してどのくらいのパフォーマンスを発揮するかに注目します。

基準となるのがkW単価であり、kW単価が低い製品ほど低コストかつ発電量も優れた製品と判断できます。kW単価がわからない時は、変換効率が高い製品を選びましょう。

年間を通して効率よく発電したい場合には、住んでいる地域の日照量や湿度、気候に合ったものを選びましょう。例えば、夏になると猛暑続きのような地域では、高温でもパフォーマンスが落ちにくいシリコン素材のハイブリットを選ぶと良いでしょう。

家庭用ソーラーパネルで効率よく節電！仕組みや価格など詳しくはこちら

デイキャンプ・ピクニック用の選び方

日帰りのキャンプやピクニックでスマートフォンなどを充電したい場合には、持ち運びが楽な折りたたみ式ソーラーパネルがオススメです。

折りたたみ式ソーラーパネルは、現地で「何を充電したいか」を考えて、適切な出力の製品を選ぶのが失敗しないポイントです。

野外でソーラーパネルを使用する際、天候や環境によって発電量が左右されるため、出力はできる限り余裕を持って選ぶといいでしょう。

例えば、EcoFlowの60Wソーラーパネルであれば、キャンプ中にノートPCを使いながら、スマートフォンのバッテリー充電もすることが可能です。

EcoFlow｜160Wソーラーパネル

コンパクトかつ高い耐久性もあるため、さまざまなアウトドアシーンで活躍することは間違いありません。

キャンプ用ソーラーパネルの選び方はこちらから

長期間の車中泊やアウトドア

キャンピングカーでの寝泊まりや数日にわたるアウトドアでは、効率よく太陽光エネルギーから電気エネルギーに変換できるように「変更効率に優れた製品」を選ぶのがポイントです。

前提として、持ち運び可能な折りたたみ式ソーラーパネルが選択肢となり、変換効率が20%以上ある製品であれば十分な発電が可能です。

アウトドアで使用する場合は、雨風を凌げる防水機能と耐久性が備わっているかどうかにも注目してください。

また、非常事態によって数日間車中泊するようなシーンでは、夜間でも給電できるようになるポータブル電源があると便利です。

例えば、EcoFlowのポータブル電源「DELTA Max 1600(デルタマックス 1600）」は、

EcoFlow｜EFDELTA（イーエフデルタ）

1260Whと大容量のため、家電製品や重度のDIYツールの充電も実現します。

ソーラーパネルとポータブル電源を組み合わせた「太陽光発電セット」は、いつ直面するかわからない自然災害に対する備えとして、今後さらに注目されていくでしょう。

【関連記事】キャンピングカーの電力事情-ソーラーパネルの種類とその特徴

その他の目的に合わせた選び方

ソーラーパネルの使い道は幅広く、蓄電池やポータブル電源があるとさらに活用範囲が広がります。

ソーラーパネルの種類を問わず共通して言えることが、震災や台風で停電した時やインフラが停止した時でも発電でき、家電や電子機器へ給電できることです。

住宅用ソーラーパネルの導入コストがどうしてもネックになる場合には、出力の高い折りたたみ式ソーラーパネルと大容量のポータブル電源をセットで導入することをオススメします。

【関連記事】ソーラー発電とは？ソーラーパネルを選ぶ際に押さえるべきポイント

ソーラーパネルのメンテナンスについて

住宅用ソーラーパネルを導入する際、経年劣化が避けられないことを予め理解しておく必要があります。

一般的なソーラーパネルの期待寿命は約30年間とかなり長いです。しかし、定期的にメンテナンスを行わなければパフォーマンスが低下し、寿命も縮まってしまうのです。

ソーラーパネルの劣化や破損の原因、メンテナンスの方法について解説していきます。

劣化・破損の原因

ソーラーパネルが経年劣化する主な原因は、ホットスポットと層間剥離の2つが挙げられます。

ホットスポットとは、電気回路・配線の不備や、ガラス・パネルの汚れやひび割れなどで熱を帯びる現象のことで、発電量の低下や火災に繋がるリスクがあります。

層間剥離とは、粒子の細かい水分や空気がパネルに入り込み、樹脂の劣化が起こり、発電量が低下、もしくは発電できなくなる現象のことです。

経年劣化以外では、台風、落雷、豪雨、大雪などの異常気象によって物理的に破損することもあります。自然災害に見舞われた場合、ソーラーパネルのメンテナンスのタイミングとなります。

メンテナンスの方法

住宅用ソーラーパネルを設置した時、出力50kW未満で非FIT認定の太陽光発電設備の場合は、定期的に自主点検と清掃を行う必要があります。

自主点検は、目視でガラスの汚れやパネルのひび割れをチェックし、必要に応じて汚れを取り除くなどの対処を行います。ひび割れや層間剥離が確認された場合は、業者に修理を依頼しなければなりません。

出力50kW以上でFIT認定の太陽光発電設備においては、業者に点検とメンテナンスを依頼する形となります。点検とメンテナンスの頻度については、設置後1年目は必ず行い、その後は最低でも4年に1回を目安に行うといいでしょう。

【関連記事】ソーラーパネルの寿命と長持ちさせるための注意点 

EcoFlowソーラーパネルの特長

 折りたたみ式のソーラーパネルを購入しようか悩んでいる人にオススメしたいのが、EcoFlowのソーラーパネルです。

EcoFlow｜400Wソーラーパネル

EcoFlowの折りたたみ式ソーラーパネルは、変換効率に優れた単結晶シリコンセルで構成されており、電気機器やポータブル電源の稼働を停止させずに急速充電できます。

EcoFlowのソーラーパネルが多くのお客様から選ばれている理由は、以下の6つの性能が全て備わっているからです。

①折り畳み式でコンパクト・持ち運びやすい
②IP67・IP68防塵防水仕様
③収納バッグ付きで保管に便利
④単結晶シリコンセルで変換効率が21～23％　
⑤収納バッグをキックスタンドにして角度の調整可能
⑥ETFE素材を採用しており高耐久。

発電効率が良いのはもちろんのこと、防水防塵性能や耐久性に優れているため、アウトドアシーンで万能な活躍をします。

万が一の災害時でも手軽に太陽光発電ができるため、持っておくだけで大きな安心感が生まれるでしょう。

折りたたみ式のソーラーパネル選びに悩んだ時は、EcoFlowのソーラーパネルをチェックしてみてください。

▶環境に優しく、両面受光でハイパフォーマンス！EcoFlow 220W両面受光型ソーラーパネル
▶ソーラーパネルの製品一覧

まとめ

 ソーラーパネルは、再生可能エネルギーである太陽光を電気エネルギーに変換し、地球環境に優しいエコな自家発電を実現します。

いつ直面するかわからない災害に備え、家庭用の非常用電源を確保しておくことはとても大事です。

ソーラーパネルがあれば、停電時でも家電の給電やスマートフォンの充電が可能となり、蓄電池と組み合わせることで、夜間でも電気を使えるようになります。

しかし、住宅用ソーラーパネルの導入費用は高額なため、設置に悩んでいる人もいるでしょう。

そんな悩みを持っている人には、EcoFlowが開発した高機能ソーラーパネルと、世界最速級で充電可能なポータブル電源の組み合わせがオススメです。

EcoFlowのポータブル電源は、1時間以内に充電を0%から80%まで急速充電する「X-Streamテクノロジー」を搭載。さらに、「X-Boostモード」をオンにすることで電気機器などに最大1,200Wまで電力を供給できます。

EcoFlowのソーラーパネルとポータブル電源を組み合わせた「太陽光発電セット」があれば、万が一被災した場合にも安全に電気を使えますので、ぜひこの機会に購入を検討してみてください。

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