太陽光発電とは？

太陽光発電とは、太陽から降り注ぐ光エネルギーを活用して発電する再生可能エネルギーのひとつです。

1839年 フランスの物理学者 アレクサンドル・エドモン・ベクレルによって 液体中の金属板に光を当てると電気が発生する現象「光起電力効果」が発見したことをきっかけに、1883年 アメリカの発明家 チャールズ・フリッツがセレン光起電力セルを発明したことで太陽電池が誕生しました。

しかし、当時の太陽電池は変換効率が1％～2％程度であったため電力として実用化することが難しいレベルでした。

その後、1905年に 物質に光が当たることで電子が飛び出しエネルギーを与える現象「光電効果」が ドイツの理論物理学者 アルベルト・アインシュタインによって理論づけされたことで量子力学や相対性理論などが発達し、半導体に関する理解も飛躍的に進展することになりました。

1954年 アメリカ・ベル研究所の研究者 シャビン、フーラー、ピアソンの3名によって 現在のシリコンを使用した太陽電池の原型「pn接合型シリコン太陽電池」が発明されると、1955年にはレイノルドらによるCdS (硫化カドミウム )太陽電池、1956年 ジェニーらによるGaAs (ガリウムヒ素) 太陽電池が開発されました。

1958年には 世界で4機目となるアメリカの人工衛星・ヴァンガード1号の電力として初めて太陽電池が搭載され、打ち上げから6年間 電力を発電し続けることに成功したことで対抗電池の実用化が勧められることになりました。

太陽光発電の仕組み

さいたま市では2011年3月に発生した東日本大震災以降、再生可能エネルギーへの関心が高まっています。

そのなかでも 比較的 導入しやすい太陽光発電は さいたま市の幅広い世代から人気があり、自宅の屋根や遊休地などにソーラーパネルを設置して電力の発電を実施している世帯が増えています。

しかし、太陽光発電がどのような仕組みで電力を生み出しているのか　詳しくご存じないご家族も少なくありません。

太陽光発電による発電の仕組みは、太陽から降り注ぐ強烈な光が半導体に当たることで電気が発生する「光電効果」によって電力を生み出しています。

まず、太陽から降り注ぐ光エネルギーを電気へと変換するために必要な「ソーラーパネル (太陽電池モジュール) 」を住宅の屋根などに設置します。

ソーラーパネルは トランジスタなどと同じ半導体の仲間であり、種類のまったく異なる2つの半導体「n型」と「p型」を張り合わせて作られています。

n型とp型 それぞれの半導体は 電気が流れる導線で繋がっており、異なる2つの半導体を張り合わせた金属板に太陽光が当たると プラスとマイナスの電子が飛び出し、マイナスの電気を帯びた電子はn型の半導体、プラスの電気を帯びた電子はp型の半導体に集まっていきます。

n型とp型 2つの半導体に集められたマイナスとプラスの電子は2つの半導体を繋ぐ導線によって n型の半導体に集められたマイナスの電子がプラスの電子がいるp型の半導体に向かって移動します。

太陽光発電は 2つの異なる電子の性質を利用することで電気を生み出しています。

しかし、ソーラーパネルは電気を作り出すことはできても 電気を蓄えたり、作った電気を使ったりすることができません。

そこで、太陽光発電を導入する際は、必ずソーラーパネルと併せて 接続箱、パワーコンディショナー、分電盤などの設置が必要となります。

太陽光発電の導入にかかる費用相場

これから太陽光発電の導入をしようとお考えのご家族にとって もっとも気になるのがソーラーパネルなどを設置する費用ではないでしょうか。

太陽光発電とは、いくつもの要素がお互いに密接に関係しあうことで 全体として1つに まとまった機能を発揮する再生可能エネルギーであり、ソーラーパネルを設置するだけでは太陽光からエネルギーを発電することはできません。

一戸建て住宅にて 太陽光発電を導入する場合、

• ソーラーパネル (太陽電池モジュール、太陽光パネル)
• 架台
• 接続箱
• パワーコンディショナー
• 分電盤
• 電力量計

などの周辺設備の設置にかかる費用に加え、太陽光発電システムの設置工事費用、県や自治体の補助・助成制度の申請手続きや保証などの諸費用などを含めた金額が施工費用となりますので、決してお安い買い物とは言えません。

経済産業省にて算出された日本における太陽光発電の設置費用の平均相場価格によると、設置容量 5.00kWあたり137.5万円 (1kWあたりの価格 27.5万円/kW) であることが明らかとなりました。

しかし、太陽光発電の導入にかかる費用は 屋根のかたち、設置場所の広さ、導入する太陽光発電システムのメーカーなどによって 世帯ごとに大きく異なるため、90万円ほどで導入できる世帯もあれば 導入費用が200万円かかってしまう世帯もあります。

埼玉県・さいたま市が実施している補助・助成金制度

国による太陽光発電の導入・設置に対する補助金制度は2014年に終了しており、以降 太陽光発電の導入・設置に関する補助金制度を実施しておりません。

しかし、再生可能エネルギーの導入・普及を推進する埼玉県と ゼロカーボンシティを目指す さいたま市では、これから新たに太陽光発電を導入しようとお考えのご家族を対象に太陽光発電関連の補助・助成金制度を設けています。

さいたま市にて住宅用太陽光蓄電池の導入をお考えであるならば、

• さいたま市「スマートホーム推進・創って減らす」機器設備補助金
• 蓄電池・V2H補助 (再生可能エネルギー電力活用促進事業補助)

この2つの補助・助成金制度を利用することで最大17万5,000円の補助金を受給することができます。

なお、国による太陽光発電の補助・助成金制度ですが 2021年時点すでに廃止されていますが、国が推進しているZEH住宅やZEH関連の支援事業に関連する太陽光発電導入・設置であれば補助・助成金制度を利用することが可能です。

ほかにも、家庭用蓄電池に限り 条件付きではありますが「VPP (バーチャル・パワー・プラント)」と呼ばれる太陽光発電システムに関する実証実験や、「災害時に活用可能な家庭用蓄電システム導入促進事業費補助金」などを利用することで設置時に補助金を受け取ることができます。

しかしながら、こうした国の補助金制度は予算や申し込み状況によって公募期限を迎える前に締め切られてしまうことがありますので、国が実施しているZEH住宅やZEH関連の支援事業以外の補助・助成金制度を利用することは非常に難しいでしょう。

お得？ソーラーパネルの初期費用0円サービスとは

数年前と比べ、太陽光発電の導入・設置費用は たいへん導入しやすい価格となりました。

しかし、いくら低価格化が進んだとはいえ、一戸建て住宅における太陽光発電の導入・設置にかかる初期費用相場は、設置容量 5.00kWあたり137.5万円 (1kWあたりの価格 27.5万円/kW) と決して安くはありません。

そんななか、さいたま市では 子育て世帯を中心に ソーラーパネルなど太陽光発電の導入に必要な周辺設備を初期費用0円で設置することができるサービス「0円ソーラー」への関心が高まっています。

0円ソーラーとは、住宅用・産業用問わず 太陽光発電を導入するにあたり必要な周辺設備の初期費用を0円で設置できるサービスになります。

2021年現在、東京都や埼玉県など首都圏をはじめ日本全国で戸建て・集合住宅を対象に 東京電力、東京ガス、京セラ、旭化成ホームズ、大東建託パートナーズなど大手企業も0円ソーラーの普及に努めており、なかには0円ソーラーの販売施工業者に対し 普及促進の補助・助成制度を実施している県や自治体もあります。

また、一定の条件を満たすことで設置してから数年後に太陽光発電設備の無償譲渡を受けることも可能であることから、年々0円ソーラーの導入を検討するご家族が増えています。

0円ソーラーの仕組み

太陽光発電の初期費用が0円になる「0円ソーラー」ですが、このサービスを利用する場合には いくつかの条件を満たす必要があります。

2021年現在、0円ソーラーには3つのプラン「電力販売」「リース」「屋根借り」が用意されています。

この3つのプランに共通している条件は“太陽光発電の所有者は契約した事業者である”ということです。

電力販売プラン

電力販売プランとは、戸建て・集合住宅に設置した太陽光発電で発電された電気は「事業者」のものであり、0円ソーラーの契約者は 設置された太陽光発電で作られた電気を事業者から購入して使用する仕組みとなります。

電力販売プランでは、もうひとつ太陽光発電の周辺設備の定期的な点検・メンテナンス費用は すべて持ち主である事業者が負担してくれますので 電気料金以外の支払いは一切ありません。

電力販売プランの契約期間は事業者によって異なりますが 平均10年ほどとなります。

発電した電力は すべて事業者のものですので、余剰電力による売電収入は得られませんが、10年間の契約期間が終了した後は事業者から契約者へと太陽光発電が無償譲渡されますので、10年以降は実費で太陽光発電を設置した場合と同じ恩恵を受けられます。

リースプラン

リースプランとは、戸建て・集合住宅に設置した太陽光発電にて発電された電気は「契約者」のものであるが、ソーラーパネルやパワーコンディショナーなど発電に必要な太陽光発電システムは「事業者」のものであるため 契約者は事業者と賃貸借契約を交わしてリース料を支払う仕組みです。

電力販売プランとは違い、発電した電力を利用する際には一切の費用が発生しないため、余剰電力の売電収入を契約者ご自身で受け取ることができます。

もちろん、発電された電力を自家発電として利用することも可能ですので、電気料金の削減にもつながります。

リースプランの賃貸借契約は事業者によって異なりますが、電力販売プランと同じく平均10年ほどであり、賃貸借契約期間終了後は事業者から契約者に無償譲渡されます。

屋根借りプラン

屋根借りプランとは、戸建て・集合住宅に設置される太陽光発電にて発電された電力は「事業者」のものであるが、太陽光発電の設置スペースとして事業者に自宅の屋根を貸し出すことで契約者は事業者より賃貸料を受け取ることができる仕組みとなります。

電力販売プランやリースプランとは違い、契約者は太陽光発電を設置するスペースを探している事業者に“屋根”という場所を貸し出すだけなので、契約期間中に発電された電気を使用したり売電したりすることはできず、契約期間終了後には太陽光発電を無償譲渡されることもありません。

屋根の賃貸料は事業者によって異なりますが、1年間でおよそ1万円～2万円ほどになります。

屋根借りプランを契約中は ほかのプランに切り替えることはできないほか、実費で太陽光発電を設置することもできません。

円ソーラーを利用する際の注意点

初期費用0円で太陽光発電を導入することができる0円ソーラーですが、誰でも利用することができるというわけではありません。

0円ソーラーを利用するには、

• 契約者の年齢
• 住宅の築年数
• 蓄電池の設置有無

など 事業者より提示される条件をすべて満たす必要があります。たとえば 東京電力が実施している「ソーラーエネカリ」の場合、

• 戸建て住宅または集合住宅の所有者 もしくは 家庭用として使用されるご家族 以外
• 満年齢が18歳未満、70歳以上
• 申込者の満年齢が65歳以上であり連帯保証人が用意できない

これらの条件に当てはまる場合は契約することができません。

0円ソーラーの契約プランや事業者によって条件に若干の違いはありますが、電力販売プランはリースプランと比べると収益が不安定であることから契約時の条件が厳しく設定されています。

0円ソーラーを利用した太陽光発電の導入・設置をお考えの際は、複数の事業者に見積もりを出してもらい 県や自治体の補助・助成金制度が利用できるか、契約条件をすべて満たすことができるか、どのプランならば損をしないか など慎重に選ぶことがポイントです。

太陽光発電に欠かせないソーラーパネルの設置は四季彩ホームにお任せください！

四季彩ホームでは 屋根の補修・修繕、葺き替えなどの施工技術を活かし、2021年度より新たに住宅用太陽光発電システムの設置工事を始めました。

太陽光発電システムの導入・設置にかかる費用は 屋根の状態、設置場所の広さ、ソーラーパネルのメーカーなどによって大きく変わりますが 一般的に100万円～150万円ほど、工事期間は5日ほどで設置が完了いたします。

さいたま市を含む埼玉県の多くの市町村では太陽光発電の導入・設置をお考えのご家族を対象に補助・助成金制度を実施しています。

四季彩ホームでは、県や自治体にて行われている 太陽光発電に関する補助・助成金制度の申請サポートを実施しております。ぜひ、太陽光発電の導入をお考えのご家族は 1度四季彩ホームまでご相談ください。