家庭用太陽光発電の収支を検証してみよう
この記事の目次
家庭用の太陽光発電は導入に高額な設備投資を伴うシステムです。従って、導入した後、投資の回収がきちんと出来るのかどうかは重要です。
システム設置後の電気料金の節減や余剰電力の売電収入なども含めて、どのくらいの期間で投資した費用が回収されるのかなど、詳しく調べてみましょう。
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太陽光発電のシステムを設置するための投資費用はいくらか？
太陽光を電力に変換する装置はいわゆるソーラーパネルですが、パネルで発電される電力は直流電力です。これを家庭内で使われる交流電力に変換したり、電力会社からの電線と繋ぎ売電するにはパワーコンディショナーをはじめとする関連機材が必要となります。これらをあわせて太陽光発電システムと呼びます。
太陽光発電システム設置コストの考え方
ここ数年でソーラーパネルの技術も進化しています。従来の結晶型のシリコンを使ったものではソーラーパネルの温度が高くなればなるほど、光から電力へ変換する効率が減少しまいますが、そのような温度上昇による変換効率の減少に対応し発電量を高く維持できる最新のソーラーパネルが開発されています。
こうしたパネルの効率や天候変化に対応する性能、パワーコンディショナーの効率などを考慮しながら、kWあたりの設置費用で考えるのが一般的です。
太陽光発電システムの導入に必要な実際の費用とは？
電力の変換効率と発電量を高く維持できるソーラーパネルを活用した太陽光発電システムの価格はどのくらいになるでしょうか。実際に試算してみましょう。
それぞれの住宅の屋根の大きさにも異なりますが、ここではパナソニックの高効率ソーラーパネルであるHIT244αという製品を5列4段（20枚）使用し、太陽電池容量で4.88kw分を設置することにします。
これにシステム関連機材や設置工事費などを合算したものが、設備投資の総額ということになります。
太陽光発電システムの設置費用は、各メーカーのホームページでも確認することができますが、販売施工業者によってそれより安い価格で提供されることが一般的です。
ここではそうした販売施工業者が提示している販売＋工事費用をもとに、「太陽光発電システム設置の投資費用」を、消費税込でkWあたりおおよそ40万円、合計で200万円として考えてみます。
太陽光発電のシステムの設置費用は回収できるの?
ここまでで太陽光発電システムに220万円を投資したことになりますが、この投資費用を回収するためには、まず年間の電気代がどれくらい節約されるのか、また年間の売電収入はどの程度になるのかなどを含めて毎年の収支を把握しませんと、投資費用が本当に回収されるのか、またいつ頃回収されるのか明確にわかりません。これを順番に考えてみましょう。
年間の太陽光発電量と「設備利用率」と売電収入
それではまず、太陽光発電システムから年間を通じてどのくらいの電力が発電されるのでしょうか？
発電設備が年間に発電した電力量を、その設備が24時間、365日最大性能で発電しつづけた場合に得られる電力量で割った数字を「設備利用率」といいます。設備利用率で考えることで、メンテナンスや天候などの影響を加味して発電設備の経済性を判断する事ができます。
経済産業省は太陽光発電の固定買取価格を決める際に設備利用率の基準値を設定していて、2014年度の基準では14%となっています。
今回、利用可能となった運転開始した設備からのデータによると、設備利用率が平均で 13.6%に上昇していることが確認された。ただし、本年度は特に天候状況がよかったとの声もあるため、来年度の 価格算定根拠としては、13%を新たな設備利用率の数値として採用することとしてはどうか。
出典:最近の太陽光発電市場の動向及び前回のご指摘事項について
メーカーによっては、都道府県とソーラーパネルの方角を入力するだけで年間発電量をシミュレーションすることができます。今回想定しているソーラーパネルのメーカーであるパナソニックのホームページもシミュレーションが行えます。
東京都で南向きの屋根にHIT244αを20枚設置する条件の場合、年間で5,507kWhの発電量
出典:エネピタ（光熱費シミュレーション） | オール電化 | Panasonic
この場合の設備利用率は12.9%と、ほぼ経済産業省の基準と同一水準になります。
次に太陽光発電でつくった電力のうち、どのくらいの比率が余剰電力となり、売電されるのかを考えます。これについては1995年から2005年まで長期に渡った調査から、統計データが報告されています。東京の平均値として、太陽光発電でつくった電力の約50%が売電されています。
出典:都道府県別kW当たりの年間発生電力量と年間売電電力量(財)新エネルギー財団
従って、年間総発電量5,507kWhの50％が、固定価格買取制度の37円/kWhで売電されるとして、年間の売電収入は約101,880円となります。
一般家庭の使用電力量と電気代を確認する
1世帯当たりの年間における電気使用量は、2013年の統計では約5,300kWhとなっています。
また、1世帯当たりの電気代については、2013年の家計統計によると年間平均で109,415円となっています。
売電と買電の割合はどうなるの？
蓄電池を設置していない場合、太陽が出ている日照時間中に発電した電気は、貯めることができないのでその瞬間に自家消費するか、売電に回されます。
つまり、仮に年間で平均して朝6時から夕方18時まで太陽が出ていると考えた場合、この間は消費が発電量を上回らない限り、電気代はかからないことになります。
一方、太陽が沈んで夜間になると一切太陽光発電は行われませんので、夕方18時から翌朝の6時までの間は、電力事業者から電力を買わないといけません。この買電価格は契約プラン等により変わりますが、例えば東京電力の「おトクなナイト10」に契約すれば、朝8時から夜22時までの14時間は34.56円/kWh、夜22から翌朝8時までの10時間は12.41円/kWhで電気を買うことができます。
詳細はエネチェンジプランページ「おトクなナイト10」でご確認ください。
ここでは、18時〜22時までの夕食時間帯で買電分の40%、それ以外の時間帯の合計で残りの60%を使っていると仮定してみましょう。
ここまでの前提を整理すると
- 太陽光発電される5,507kWhの50%が売電されるとして、約2,753kWhが自家消費に回される。
- 年間電気使用量は約5,300kWhなので、5,300kWh – 2,753kWh(自家消費) = 2,547kWhは買電する必要がある。
- 買電する2,547kWhのうち60％を夜22時から翌朝8時の時間帯に使用するものとする。
この条件では、買電にかかる費用は
「おトクなナイト10」の日中時間帯： (2,547kWh x 40% x 34.56円/kWh) = 35,210円
「おトクなナイト10」の夜間時間帯：(2,547kWh x 60% x 12.41円/kWh) =18,965円
+ 合計： 54,175円/年(*1)となります。
太陽光発電による年間収支と投資回収
それでは、太陽光発電システム設置による年間収支を計算してみましょう。
何年で投資を回収できるかを計算するためには、実質的な収入(メリット)の合計と支出を差し引く必要があります。
実質的な収入は、売電収入と本来かかるはずの全電気代を足しあわせたものであり、
売電収入 101,880円/年 + 電気代 109,415円/年 = 収入合計 211,295円/年
となります。
また、毎年の支出は実際に買電が必要となって支払った額ですので、上記から算出した54,175円/年(*1)となります。
従って、年間の収支合計は、211,295円/年 – 54,175円/年 = 157,120円/年となります。
これが太陽光発電システムの年間収益であり、「毎年192,230円分の金銭的メリットを受けることができる」と言えます。
そして、投資費用の200万円をこの収益で割ると、約12.7年で投資費用を回収できることになるのです。
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太陽光発電の電気は、固定価格でしか売電できないわけではありません。より高い価格で買い取ってもらうことで、投資の回収速度を上げることができます。
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2014年3月以前に設置された太陽光発電設備なら、
まとめ
太陽光発電システムは、ソーラーパネルの寿命が20～30年と言われ、関連機器のパワーコンディショナーの寿命も10～15年と言われています。一方、投資費用は約200万円であり、これは毎年の収益から12.7年で回収できることがわかりました。
従って、太陽光発電の収支は十分に見合うものと言えるのではないでしょうか。