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太陽光発電の仕組み・メリットとは?気になる売電価格も徹底解説!

  • 公開日:2020年12月24日
  • 執筆者:Looop編集部

太陽光発電システムを搭載した家の写真太陽光発電システムを搭載した家の写真

戸建て住宅にお住まいの方、これから戸建て住宅を新築・購入しようとしている方の中には、太陽光発電システムの導入に興味をお持ちの方も多いでしょう。このページでは、太陽光発電システムの仕組みやメリットのほか、電気を売る(売電する)ときに利用できる制度、価格について解説していきます。クリーンなエネルギーとして注目度の高い太陽光発電。太陽光発電システムの導入を検討している方はぜひ参考にしてみてください。

太陽光発電システムの基本的な仕組み

環境問題、エネルギー問題への社会的な意識の高まりとともに、太陽光発電システムをご自宅に導入するご家庭が増えています。また、「自宅で発電した電気が高値で売れる」と聞いて、太陽光発電システムの導入に魅力を感じている方もいらっしゃるかもしれません。

とはいえ、太陽光発電システムの導入には大きなコストがかかります。どのような仕組みか、事前に把握しておいたほうがよいでしょう。そこでまずは、住宅用の太陽光発電システムがどのように構成されているのか、どのような仕組みで発電を行うのかを具体的に紹介します。

一般的な住宅用太陽光発電システムの仕組み

太陽光発電システムの導入を検討する際、必要な設備として屋根の上に設置するパネル(太陽光パネル)だけをイメージしてしまう方が多いと思います。

しかし、太陽光パネルは太陽光発電システムの一部にすぎません。太陽光発電システムで発電された電気をご自宅で使用したり、電力会社に売ったりするには、そのほかにもたくさんの機器が必要です。一般的な住宅用太陽光発電システムを構成する機器を以下にまとめたので、その種類と役割をチェックしておきましょう(構成機器はあくまで一般例です。導入する太陽光発電システムによって異なります)。

一般的な住宅用太陽光発電システムの仕組み一般的な住宅用太陽光発電システムの仕組み

【1】太陽光パネル

たくさんの「太陽電池」を板状に接続したもので、太陽の光を電気に変換する役割を持った太陽光発電システムの核となる機器です。「ソーラーパネル」とも呼ばれます。戸建て住宅用のものは主に屋根の上に設置され、設置枚数に応じて発電できる量が増えます。

【2】接続箱

太陽光パネルからの配線をまとめてパワーコンディショナへと電気を送る装置です。小規模な住宅用太陽光発電システムの場合は、パワーコンディショナと一体化している場合もあります。

【3】直流側開閉器

太陽光パネルで発電した直流の電気が流れる回路の開閉装置です。接続箱と同様にパワーコンディショナと一体化している場合もあります。

【4】保護装置

回路に流れる電気を監視し、停電、電気の周波数の上昇・低下、過電圧・不足電圧といった異常を感知したときに、太陽光発電システムを停止させるための装置です。多くの場合、パワーコンディショナと一体化しています。

【5】パワーコンディショナ

一般のご家庭で使用されている電気は「交流」と呼ばれる種類の電気です。一方、太陽光パネルで発電され、送られてくるのは「直流」という種類の電気。そのため、直流から交流へと変換をしなければ、ご家庭にある電化製品では使用することができません。この直流から交流への変換を行うのがパワーコンディショナという装置です。

そのほか、MMPT(最大電力点追従制御)という、太陽光パネルが最大の電力を安定して供給できるように調整する機能や、直流側開閉器、保護装置、発生電力計の機能を持っているパワーコンディショナもあります。

【6】発生電力量計

太陽光パネルで発電された電力量を計測するための装置です。パワーコンディショナと一体化しているタイプもあります。

【7】分電盤

パワーコンディショナで交流に変換された電気を、ご家庭内の各場所・部屋へと分配するための装置です。同時に電気事業者から送電線を通して供給される電気の分配も行っています。また、太陽光発電システムで発電された電気を売るために、送電線へと送り出す機能も持っています。

【8】電力量計(売電/買電)

太陽光発電システムを導入すると、電気事業者から電気を買うだけでなく、太陽光発電システムで発電された電気(一般的なご家庭の場合は、ご家庭内で使用しきれなかった分の余剰電力)を売ることができるようになります。そのため、送電線から送られてきた電力(買電)の量と送り出した電力(売電)の量の両方を計測するための機器が必要になります。

太陽光パネルで電気が発生する仕組み

「太陽光パネルに日光が当たると電気が発生する」。このことは多くの方が耳にしたことがあるかもしれません。しかし、その仕組みまで解説できる方は少ないのではないでしょうか。

太陽光発電システムの導入にあたって必ずしも必要な知識ではありませんが、高額な費用を支払うのですから、その概要だけでも知っていて損はありません。太陽光パネルが日光から電気を生み出す原理を簡単に解説しておきましょう。

太陽光パネルは、「たくさんの太陽電池が板状に接続されたもの」であると前述しました。まずは、太陽の光を受けて電気を発生させるのは太陽電池であることを覚えておきましょう。そして、現在の主流であるシリコン系と呼ばれる太陽電池の仕組みを簡易的に表したのが下の図です。

太陽電池の断面を見ると、「―(マイナス)電極」と「+(プラス)電極」で「反射防止膜」「N型シリコン(半導体)」「P型シリコン(半導体)」をサンドイッチする形になっています。

重要なのはN型シリコンとP型シリコン。このふたつを貼り合わせて光を当てると、その接合面を境にN型シリコンには「電子」が、P型シリコンには「正孔(電子が不足して見かけ上、正の電荷を持つように見える空間)」というものが集まるという性質があります。

この状態のときに、―(マイナス)電極と+(プラス)電極を導線でつなぐと、導線を通じてN型シリコンからP型シリコンへと電子が移動し、P型シリコンからN型シリコンへは正孔が移動します。この導線内で起こる電子と正孔の移動が電流です。つまり、電気が発生したということなのです。

太陽光パネルで電気ができる仕組み太陽光パネルで電気ができる仕組み

太陽光発電システムをご家庭に導入するメリット

エアコンの室外機やスマートメーターがある室外風景エアコンの室外機やスマートメーターがある室外風景

太陽光発電は、二酸化炭素を排出せず、有害な廃棄物も残さないクリーンな発電方法です。地球環境の観点で見ると、太陽光発電システムの導入は非常にメリットが大きいといえます。さらに注目したいのは、各ご家庭においてもさまざまなメリットが享受できるという点です。

以下では太陽光発電システムの導入によって各ご家庭にもたらされるメリットを紹介していきます。

発電した電気をご自宅で使えるので電気料金が安くなる

導入した太陽光発電システムで発電した電気は、もちろんご自宅で使用できます。それまで電気事業者から供給してもらっていた電気のうちの一部を、ご自宅で発電した電気で賄えるようになるため、電気代が安くなるということです。

ご家庭で使用しきれなかった電気を買い取ってもらえる

一般的な住宅用の太陽光発電システムによって発電された電気のうち、ご自宅で使い切れなかった分の電気(余剰電力)は、電気事業者に買い取ってもらえます。しかも、「FIT(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)」という制度が適用され、導入後10年間は一般的な市場価格よりも高い価格で買い取ってもらうことが可能です。

FITや買取価格についてはこのページの後半で解説しているのでチェックしてみましょう。

停電時の非常用電源として使用できる

太陽光さえあれば発電が行われるため、ご自宅の太陽光発電システムが正常に稼働していれば、地震や台風などによる大規模停電に見舞われても、ご自宅での電力を確保することができます。また、家庭用の蓄電池も併せて導入することで、発電ができない夜間にも電気を使用できるようになります。非常用電源としていざというときに活用できるのは心強いです。

太陽光パネルの断熱効果で夏涼しく、冬暖かく

太陽パネルを設置すると屋根に当たる日差しを遮り、室内に入る熱量を減らすことができるため、太陽光による室内温度の上昇を抑制できます。つまり、夏の室内を涼しく保てるようになるわけです。さらに、太陽光パネルは屋根からの熱の放出も防いでくれます。冬には室内の熱を外に逃がさずに済むということです。

副次的なメリットとはいえますが、室内が夏涼しく、冬暖かくなることでエアコンの使用時間が減り、電気代が安くなるケースもあるようです。

太陽光発電システムをご家庭に導入するデメリット

コストのアルファベットが描かれている積み木のイメージコストのアルファベットが描かれている積み木のイメージ

太陽光発電システムをご自宅に導入するデメリットとして考えられるのは、システムの導入に高額な初期費用と定期的なメンテナンス費用がかかるということ。

といっても、導入にあたっての初期費用は年々下がってきており、太陽光発電による電気代の節約や電気を売ることによる収入によって回収できるのが通常です。一時的な経済的負担は避けられませんが、長期的に見るとデメリットとはならないケースが多いでしょう。

また、太陽光発電システムの導入にあたって、補助金制度を用意している自治体は少なくありません。これを上手に活用すれば初期費用の負担を最小限に抑えることが可能です。

太陽光発電システムで発電した電気はいくらで売れる?

電卓と電球の写真電卓と電球の写真

太陽光発電システムを導入するメリットとして、「ご家庭で使用しきれなかった電気を買い取ってもらえる」という点を挙げました。「誰が、いくらで買い取ってくれるの?」「どのくらい儲かるの?」と、興味津々の方もいるかもしれません。

このような疑問に答えるために、太陽光発電システムで発電した電気の買取制度について解説していきます。

FIT(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)とは

ご自宅の太陽光発電システムで発電した電気を売ることを考えるときに、知っておきたいのがFIT(フィット:再生可能エネルギーの固定価格買取制度)という制度です。基本的にはこのFITという制度を利用して電気を売ると考えましょう。

FITとは、太陽光発電や風力発電、水力発電などの再生可能エネルギーによる発電を普及させるために制定された制度で、2012年にスタートしています。背景や細かな仕組みを説明するとやや難しくなるのですが、一般的な住宅における太陽光発電システムに限っていえば、下記の2点を押さえておけばOKです。

  • ご自宅の太陽光発電設備で発電した電気のうち自宅で消費して余った分を、電力会社に買い取ってもらえる
  • FITの適用開始から10年間、一般的な市場価格よりも高い一定価格で、電力会社に買い取ってもらえる

※住宅用太陽光発電(10kW未満)の場合

ちなみに、電力会社が一般的な市場価格よりも高い価格で電気を買い取れるのは、電気利用者から「再生可能エネルギー発電促進賦課金(再エネ賦課金)」を電気料金の一部として集めているからです。FITの大まかな仕組みは下の図にまとめているので確認しておきましょう。

FIT(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)の仕組みFIT(再生可能エネルギーの固定価格買取制度)の仕組み

2020年度の太陽光発電による電気の買取価格はいくら?

それでは、ご自宅の太陽光発電システムで発電した電気を、電力会社はいくらで買い取ってくれるのでしょうか。FITによる電気の買取価格は年度によって異なっており、2020年度は下記の表のように定められています。一般的なご家庭の場合は発電出力10kWh未満(住宅用)が適用されるので、買取価格は21円/kWhです

【2020年度】FITにおける太陽光をエネルギーとする電力の買取価格と買取期間
発電出力 買取価格 買取期間
10kW未満(住宅用) 21円/kWh 10年間
10kW以上50kW未満 13円/kWh 20年間
50kW以上250kW未満 12円/kWh 20年間
250kW以上 入札制度により決定 20年間

※出典:経済産業省 資源エネルギー庁Webサイトより作成

なお、FITにおける買取価格は徐々に下がってきており、その推移は下記のグラフのようになっています。太陽光発電システムの導入費用などと連動している部分があるため、早ければお得というわけではないのですが、高い買取価格を希望する場合は、早めに導入したほうが良いかもしれません。

FITにおける太陽光をエネルギーとする電力の買取価格の推移(住宅用 10kW未満)FITにおける太陽光をエネルギーとする電力の買取価格の推移(住宅用 10kW未満)

※出典:経済産業省 資源エネルギー庁Webサイトより作成
※住宅用太陽光発電設備(10kW未満)
※2015〜2019年までは出力制御対応機器(電力の需給バランスを保つために発電量を制御する装置)の設置義務ありの場合の買取価格
※ダブル発電(太陽光発電設備と自家発電設備等を併用した発電方法)ではない場合の買取価格

FIT適用期間が終わったらどうすればいい?

FITで定められている10年の買取期間が終了することを「卒FIT」と呼びます。ニュースで取り上げられることもあるので、耳にしたことがある方もいるかもしれません。卒FIT時には

  • 継続して同じ会社に電気を買い取ってもらう
  • 電気を自宅に貯めて消費する
  • 電気を買い取ってもらう会社を自分で選びなおす

という3つの選択肢の中から対応策を検討するのが一般的です。詳しくは「卒FITとは?卒FIT後、余った電気はどこに売る?どう使う?」の記事をチェックしてください。

卒FITするときの対策について詳しく知る

太陽光発電システムが導入済みだと電気代がお得に!

がま口の財布を抱えている女性の写真がま口の財布を抱えている女性の写真

「発電した電気をご自宅で使えるので電気料金が安くなる」「ご家庭内で使用しきれなかった電気を買い取ってもらえる」など、さまざまな経済的メリットがある太陽光発電システムの導入。

さらに家計を節約したいなら、契約している電力会社の切り替えを合わせて検討してみてもいいかもしれません。電気事業者の中には、太陽光発電システムが導入済みのご家庭を対象とした割引サービスを提供している会社があるからです。

例えば、Looopでんきの「おうちプラン」では、「Looopでんき+」という割引サービスを利用可能。太陽光発電システム関連だけでも、以下の4種類の割引プランが用意されています。

Looopでんき+の太陽光発電関連の割引プランと割引額
割引プラン 条件 割引額
ソーラー割 住宅用太陽光発電システムを持ち、Looopに売電 1円/kWh
ソーラー割L 当社の住宅用太陽光発電システム「LooopSolar」を導入 1円/kWh
Looopでんち割 当社の住宅用蓄電池「Looopでんち」を導入 3円/kWh
EV割 電気自動車(EV)を所有し、戸建ての自宅に充電器を設置 1円/kWh

※ご自宅で発電された太陽光発電の余剰電力が最終的にLooopへと供給されることを承諾する必要があります。
※「Looopでんち割」と「EV割」は併用できません。


Looopでんきの太陽光発電関連の割引サービスを詳しく見る

もし、どのメーカーの太陽光発電システムを購入するかを決めていないなら、Looopでんきへの切り替えに加えて、「LooopSolar」や「Looopでんち」の導入を検討してみてもよいでしょう。Looopでんきのみを利用するよりも、電気料金が合計で5円/kWhも安くなります(「ソーラー割L」と「Looopでんち割」を適用した場合)。

Looopでんきのおうちプランの従量料金単価(東京電力管内)は、26.4円/kWhという市場最安クラス。そこからさらに5円割引されるのですから、かなりのお得さだといえます。
「LooopSolar」も「Looopでんち」も、予算に合わせた幅広いモデルがラインアップされているので、太陽光発電システムを導入する際にはぜひ一度チェックしておきましょう。

Looopの太陽光発電システム「LooopSolar」について詳しく知る
Looopの住宅用蓄電池「Looopでんち」について詳しく知る

※このページ記載されている金額はすべて、2020年12月24日現在の税込表記のものです。

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