太陽光発電の発電効率は、太陽光パネル取り付ける屋根の方角によって大きく変わります。また、設置する際の傾斜角度も発電量に影響を及ぼします。
一般的に最適な方角は南向きといわれていますが、屋根の構造と種類に合わせた設置が重要です。
この記事では、太陽光パネルを設置する屋根の構造、効率よく発電するための方角について解説します。
太陽パネルを屋根に設置するポイント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。
太陽光パネルを設置する屋根の構造
ここでは、太陽光パネルを設置する屋根の構造について解説します。
切妻屋根
切妻屋根は、2つの屋根面が三角形を形成しているへの字型の屋根です。戸建て住宅で多く採用されており、雨などに強い設計となっています。
傾斜が2方向に分かれるため、屋根の方角に合わせて太陽光パネルの向きを決める必要があります。
例えば、南北に屋根が掛かっている場合、南側の屋根面に設置するのが理想的です。
一方で東西に屋根が掛かっている場合は、両側にパネルを設置すれば発電量を増やせます。ただし、屋根の向きによっては、片側のみにパネルを設置せざるを得ない場合もあるため注意が必要です。
片流れ屋根
片流れ屋根は、一方向に傾斜した一枚の屋根です。
シンプルな構造であるため、施工コストが比較的安いほか、雨に強いメリットがあります。ただし、片側に雨水が集中するため、雨どいなどのメンテナンスは定期的に行う必要があるでしょう。
太陽光パネルを設置する際は、屋根の傾斜方向が太陽光を効率よく受けられる方角に向いているかを確認してください。
また、片流れ屋根は屋根面積が広いため、パネルを多く設置できる可能性があります。最適な方角を見極めれば、より多くの発電量を期待できるでしょう。
寄棟屋根＆方形屋根
寄棟屋根と方形屋根は、屋根が東西南北の4方向に伸びている一般的な形状です。
家のもっとも高い部分にある棟とそれを支える棟木で屋根を構成するため、材木のコストが高くなる傾向にあります。
太陽光パネルを設置する際は、4方向ある屋根の中でもっとも南側に面している屋根面を選択すると高い発電効率を期待できるでしょう。
ただし、屋根の形状が複雑な場合は、太陽光パネルを設置できる面積が限られる可能性があります。
陸屋根
陸屋根は、一枚の平面で構成されたほぼ水平な屋根です。平屋根と呼ばれる場合もあります。
屋根を屋上として利用する場合もあり、防水工事で雨漏り対策が施されていますが、経年劣化によって不具合が発生するリスクがあります。
設置できるスペースが広いため、太陽光パネルを設置する際は、発電効率の高い方角に向けてパネルを設置しやすいメリットがあります。ただし、太陽光パネルを最適な角度に調整するために、架台の使用が重要です。
太陽光パネルの重量に耐えられるよう、屋根の強度を確認し、適切な架台を選択しましょう。
太陽光発電が効率よく発電する方角と屋根
ここでは、太陽光発電を効率よく発電する方角と屋根について解説します。
切妻屋根は太陽光パネルを南側に設置するのが理想
切妻屋根に太陽光パネルを設置する際は、南側に設置するのが理想です。
太陽光パネルの発電効率性を高めるためには、屋根の方角が重要なポイントとなります。日本が位置する北半球では、南側に太陽がもっとも長い時間差し込むため、南側の屋根面への設置で高い発電効率を実現可能です。
例えば、南北に屋根が掛かっている場合は、南側の屋根面に設置するのがよいでしょう。
一方、東西に屋根が掛かっている場合は、両側に太陽光パネルを設置すれば発電量を増やせますが、南側ほどの発電効率は望めません。そのため、太陽光パネルの枚数を増やして東西両側に設置するのがおすすめです。
また、屋根の方角だけでなく傾斜角度も考慮する必要があります。最適な傾斜角度は地域によって異なりますが、一般的には30度前後が推奨されています。
屋根の方角や傾斜角度を考慮し、専門業者と相談しながら最適な設置方法を決めていきましょう。
片流れ屋根は面積が広く多く発電できる場合がある
片流れ屋根は一方向に傾斜した一枚の屋根のため、面積が広い点がメリットです。広い屋根面積を活かせれば、より多くの太陽光パネルを設置できます。
例えば、新築の場合は太陽光パネルの設置に適した南向きの屋根になるよう設計するのが理想的です。南向きに太陽光パネルを設置すれば高い発電効率を期待できるでしょう。
ただし、既存住宅の場合は屋根の方角が南向きでない可能性があります。屋根の傾斜方向が太陽光を効率よく受けられる方角に向いているかを確認し、調整しながら設置することが重要です。
また、ZEH（ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス）やスマートハウスなどを検討する場合は、太陽光発電システムの導入を含めた計画を事前に考えておきましょう。
太陽光パネルを設置する屋根の方角と発電量
ここでは、太陽パネルを設置する屋根の方角と発電量の関係性について解説します。
方角で大きく変わる発電量
太陽光パネルの発電量は、設置する屋根の方角によって大きく異なります。
南向きを100％と仮定した場合、南西と南東は約96％、真東と真西は約85％、北では約60%の発電量となります。南向きと比較すると真東と真西では15％も発電量が下がるため、設置する方角は重要です。
太陽光パネルは太陽光をより多く受けられる方角に設置することで、高い発電効率を実現できます。そのため、太陽光発電システムを導入する際は、屋根の方角を考慮し、できるだけ多くの太陽光パネルを南側に設置できるような計画が大切です。
ただし、屋根の形状によっては、必ずしも南向きに設置できるとは限りません。発電効率の低下が懸念される場合は、専門家と相談して適切な方角を決めていきましょう。
屋根の角度によって架台による調整が大切
太陽光パネルの発電効率を最大化するためには、屋根の角度に合わせた適切な傾斜角度の設定が重要です。
太陽光パネルは一般的に30度前後の角度で設置するのが理想的とされています。しかし、日本は南北に長い国土を持ち、地域によって緯度が異なるため、地域によって最適な傾斜角度が変わってきます。
例えば、沖縄では18度、北海道では35度が理想的です。
太陽光パネルの設置角度は、地域の緯度を考慮して決定しなければなりません。屋根の傾斜角度が最適値から大きく外れている場合は、架台を使用した角度調整が必要です。
太陽光パネルを屋根に設置する際によくある質問
ここでは、太陽光パネルを屋根に設置する際によくある質問を解説します。
屋根の素材や構造で工事費用が高くなる？
太陽光パネルを設置する際の工事費用は、屋根の素材や構造によって異なります。屋根の素材はスレート屋根や瓦屋根など多岐にわたり、それぞれに適した部品や施工方法が必要です。
例えば、スレート屋根や瓦屋根の場合、専用の部品を使用する必要があるため、工事費用が高くなるケースがあります。また、屋根の防水塗装は定期的なメンテナンスが欠かせないため、10年に1回程度の塗り替え費用を考慮しなければなりません。
瓦屋根は耐久性に優れていますが、太陽光パネルの設置によって家の重量が増加するため、地盤沈下などのリスクにも注意が必要です。
太陽光パネルの設置は屋根を傷める？
太陽光パネルを屋根に設置すると屋根に重量が加わります。
太陽光パネル1枚あたりの重量は12〜16kgほどです。仮に20枚のパネルを設置した場合、総重量は240〜320kgにもなります。
パネルによる重量増加は、屋根を支える柱や基礎にかかる負担を大きくする原因です。建物の耐震性能が低下する可能性があるほか、既存住宅の場合では柱や外壁にひび割れが発生したり、雨漏りや腐敗が進行したりするケースが考えられます。
そのため、軽量のパネルを選択したり、専門家に相談したりと、重量増加によるリスクを軽減する対策が必要です。
太陽光パネルを屋根に設置する必要な面積は？
太陽光パネルを屋根に設置する際は、スペースの確保が必要です。
家庭用太陽光発電システムで1kWの発電能力を得るために必要な屋根面積は、およそ8㎡とされています。
また、気象庁が公表している2023年データでは、東京都の日照時間は月188.25時間が平均となるため、月の発電量を約200kW増やすためには8㎡の設置スペース増加が必要です。
ただし、屋根の形状は複雑な場合が多く、必ずしも8㎡の面積で1kWを発電できるとは限りません。
さらに屋根の形状によってはパネルの設置が難しかったり、設置可能な枚数が限られたりする場合があります。一般的に屋根面積1㎡あたりの発電効率は低下するため、太陽光パネルの設置を検討する際は屋根の形状や面積をこまかく把握することが重要です。
新築の場合は太陽光パネルの設置形式を選ぶのが大切
新築に太陽光パネルを設置する際は、設置形式の選択が重要です。ここでは、屋根材一体型と屋根置き型の特徴について解説します。
屋根材一体型
新築住宅に太陽光パネルを設置する際の形式のひとつが、屋根材一体型です。
屋根材一体型は太陽光パネル自体が屋根の機能を担っているため、屋根との一体感が高く、住宅の外観に関するデザインを損ないません。
一般的な太陽光パネルを導入するイメージとは異なり、スマートなデザインで太陽光発電を導入可能です。
また、既存の屋根上に太陽光パネルを設置する形式と比べると、パネル重量がきわめて軽いため、建物への負荷を大幅に軽減できるメリットがあります。住宅の耐久性への悪影響を最小限に抑えたい場合に効果的です。
ただし、屋根材一体型は、基本的に新築住宅を建設するときの選択肢になります。
既存住宅への導入も不可能ではありませんが、導入する場合は現在の屋根をすべて撤去し、太陽光パネルを新しい屋根材として設置しなければなりません。
大がかりな工事が必要になるだけでなく、導入コストが高額になる可能性が高いため、あくまで新築住宅に適した設置形式です。
屋根置き型
屋根置き型は屋根の上に専用の架台を設置し、その上に太陽光パネルを載せる形式です。新築だけでなく既存住宅に後付けするケースも屋根置き型に該当します。
戸建て住宅で太陽光発電システムを導入する場合、屋根置き型がもっとも一般的な選択肢です。太陽光を受けにくい住宅でも、架台によって角度を調整すれば高い発電効率を期待できます。
また、太陽光パネルは表面温度が上がると発電効率が低下してしまう特性がありますが、屋根置き型は架台によりパネル下面に空気の通り道ができるため、パネルの熱を逃がしやすくなります。
結果、発電効率の低下を抑えることが可能です。
屋根置き型は太陽光を効率的に受けられるほか、発電効率の良さが特徴です。屋根材一体型よりも導入しやすいため、太陽光発電システムを検討しているすべての家庭におすすめできます。
太陽光パネルを設置するならポータブル電源の併設がおすすめ
太陽光パネルの設置後は、合わせてポータブル電源の併設がおすすめです。
ポータブル電源を含む蓄電池の設置がない場合、太陽光パネルで発電した電力はリアルタイムでしか使用できません。
一方、ポータブル電源を設置すれば、余剰電力を蓄えておけるため、発電できない夜間にも利用可能です。
EcoFlowでは、ケーブルを挿して電源を入れるだけで使用できる家庭用蓄電池の『DELTA Pro 3』を販売しています。
容量4kWh、出力3.6kW、100V/200V対応で、導入するだけで毎月およそ30％の電気代を削減することが可能です。
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X-Streamによる高速充電で、わずか65分で0から80％まで充電可能であり、X-Boost機能で最大7,000Wまで出力可能です。
太陽光パネルの設置と合わせてポータブル電源の併設を考えている方は、ぜひDELTA Pro 3の導入をご検討ください。詳しくは以下のリンクよりご確認いただけます。
まとめ
この記事では、太陽光パネルを設置する屋根の構造、効率よく発電するための方角について解説しました。
太陽光パネルは設置する屋根の方角や向きが発電効率に大きな影響を与えます。一般的に南側に太陽がもっとも長く差し込むため、南向きでの設置がおすすめです。
また、発電効率だけでなく、屋根の構造や種類に合わせた設置が必要です。
屋根には切妻屋根、片流れ屋根、寄棟屋根や方形屋根、陸屋根の4種類があり、それぞれの特徴を踏まえたうえで設置環境を整えましょう。
専門家へ相談して、価格や性能ばかりに意識を向けず、発電量や初期費用、長期的な運用をスムーズにできるかを確認してください。
また、新築の場合は屋根材一体型と屋根置き型から最適なものを選べますが、既存住宅の場合は屋根材一体型の導入が現実的に難しいため、屋根置き型のみが選択肢になります。
太陽光パネルの導入は計画を慎重に進めることが大切です。さまざまな情報を把握しながら、自宅に最適な太陽光発電システムの導入を検討しましょう。