【太陽光発電】1日の発電量はどれくらい?1kWごとの発電量も解説!

この記事では「1日の発電量はどれくらい?」という太陽光発電の疑問を解決するため、1kWごとの発電量について解説しています。発電量の計算方法を紹介し、発電効率に影響する3つの要素について解説しています。

1日当たりの発電量を把握しておくことは重要で、初期コストの回収や売り上げ収入の予測もでき、導入前のエリア選定や発電規模の収支確認も可能です。

さらに、発電効率を高める3つの対策を紹介しているため、ぜひ参考にしてみてください。

太陽光発電をする上で知っておきたい単位ーkWとkWh

太陽光発電をする上で覚えておきたい単位kWとkWh

発電量を計算する際に使用する単位は「kW」と「kWh」の2つあり、それぞれ「キロワット」と「キロワットアワー」と読みます。太陽光発電の場合ですとkWは「発電能力」を示し、kWhは1時間あたりの「発電量」を表します。

電力を示すkWは値が大きいほど高いエネルギーとなり、1時間あたりの電力量としてkWhが使用されます。

例えばエアコンの電力量が2.2kWですと「kW=能力」となり、1時間利用すると2.2kWh(電力量)を使用したと表現できます。それぞれの単位の意味や用途をしっかり確認しておくと、売電価格の計算を行う際に困りません。

1日の発電量や年間の売電収入をシミュレーションする際に2つの単位はよく使用するため、それぞれの表す意味と違いを覚えておきましょう。

なぜ発電量を計算する必要があるのか

なぜ太陽光発電のシュミレーションをしなければいけないのか

初期コストやメンテナンス費用がかかるため、太陽光発電を始める際には、導入前に採算が取れるのかを確認する必要があります。発電量を推測するには様々な要件を考慮しなくてはいけません。

1日の発電量は天候や時間帯、季節によって変動するため、1日の発電量だけではなく年間の発電量も計算してください。

システムの発電率は年々下がっていくことは分かっており、導入前の事前チェックを入念に行うことをおすすめいたします。

何年くらいで初期コストを回収できるかを確認することで、システムを設置する投資効果に対してどのくらいの収益効果が見込めるかも把握できます。

パネルの設置角度や向きによって発電効率が変わる場合もあるため、見切り発車で導入するよりも慎重に発電量を計算することで導入する土地の発電能力を高められる工夫が行いやすいです。

日照時間の平均値を活用して発電量のシミュレーションを行うため、導入を検討中のエリアが導入に向かない可能性にもいち早く気づくことも可能となります。

また、1日の発電量を把握しておくと、万が一のシステムトラブルが発生した際に気が付きやすく、安定的なシステム稼働を行う上で発電量は重要なデータといえます。

①おおよその売電価格を把握し、回収期間の目安を立てるため

太陽光発電の初期コストと定期メンテナンス費用を回収できるかを検討するには、発電エリアと規模に応じたおおよその「売電収入」を把握しておくことが大切です。売電収入は発電量をシステム規模に応じて計算し、対象の売電価格に掛けることで見積もることができます。

ご家庭で太陽光発電を導入している場合は、売電価格を知っておくことで「削減できる電気代」や「売電に伴う収入見込み」などが分かります。

日々の生活にどのくらい活用し、余剰分でいくら家計にプラスとなるか確認いただくことが可能となり、屋根やカーポートへシステムを導入するか検討する際に重要な判断材料となります。

②発電システムの異常にすぐに気付くため

1日の発電量をおおまかに把握しておくと、発電システムの異常にすぐに気付けます。発電量が低下する理由は複数考えられるため、季節や時間帯、天候を考慮しても明らかに出力が低下している場合は、システムトラブルの可能性が強いと判断できます。

状況に応じて適切な対応を速やかに対処いただけけるため、発電量が低下する期間を最小限に抑えられるようになります。

システム異常に気付かず発電量が低下したまま稼働してしまうと結果的に売電収入が下がってしまうため、安定的に発電を継続することを心がけてください。

日々の発電量を理解した上で発電システムの管理を行うと、何が原因で発電量が低下しているか気付けるようになり、適切な対処を行えるようになります。

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発電量のシュミレーション計算式

ここでは太陽光発電の設置を検討する方向けに、おおよその発電量を計算する方法を紹介します。発電規模やシステムなどから概算は確認いただけますが、日照時間や天候などの外部要因により発電効率が変動するため正確なシミュレーションではありません。

発電量の計算式は以下の通りです。
(上が1日あたりの発電量計算式、下が年間の発電量計算式)

1日あたりの予想発電量(kWh/日)=設置面の1日あたりの年平均日射量(kWh/㎡/日)×損失係数×システム容量(kW)÷1(標準状態における日射強度 kW/㎡)

年間予想発電量(kWh/年)=設置面の1日あたりの年平均日射量(kWh/㎡/日)×損失係数×システム容量(kW)×365日÷1(標準状態における日射強度 kW/㎡)

引用:NEDO技術開発機構太陽光発電導入ガイドブック

シミュレーション結果を計算する際には、太陽光パネルの劣化や温度上昇による損失量を示す「損失係数」が重要になります。この損失係数には、発電量が低下する主な理由によって掛け率が定められています。

損失係数の要件 掛け率
温度上昇による損失 約15%
パワーコンディショナによる損失 約8%
配線・受光面の汚れなどによる損失 約7%
損失係数 約73%

また、日射量は発電システムの設置エリアによって変動するため、発電量に大きく影響いたします。愛知県の平均日射量が4.11 kWh/㎡/日ともっとも高く、福岡県が3.78 kWh/㎡/日と主要5都市の中では平均日射量が低いことが分かります。

地域ごとの平均日射量は以下の通りです。

エリア 平均日射量
札幌 3.93 kWh/㎡/日
東京 3.74 kWh/㎡/日
愛知 4.11 kWh/㎡/日
大阪 3.92 kWh/㎡/日
福岡 3.78 kWh/㎡/日

引用:NEDO技術開発機構 全国日照関連データーマップ

太陽光発電の発電量にはパネル枚数や規模はもちろんのこと損失量や平均日照時間が影響するため、システムを導入する際は導入地の発電量をシミュレーションして慎重にエリア選定を検討してください。

1kWhごとの発電量と売電収入の計算

ここからは発電量と売電収入の計算方法を解説します。

例を挙げましょう。売電収入は「売電収入=売電価格×売電量」で計算できるため、例えば5kWの発電システムを導入している場合は以下の計算になります。

19円/kWh×3,802 kWh(年間)=72,246円(年間)

※2021年度の売電価格で計算・年間発電量は東京エリアを想定

売電単価は発電システムを導入した時期によって適用価格が変わるため、導入時期の単価を確認してください。また、家庭で余った分の電気を販売する「余剰売電」ですと固定価格となり対象期間は10年間です。

導入時期や発電量によって売電単価や固定価格の期間が変動するため、より正確な発電量や売電収入を確認したい方は、専門業者のシミュレーションソフトを使用して売電収入を計算する方法もあります。

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1kWhごとの年間発電量と売電収入

太陽光パネルの年間の発電量は1kWあたり1,000kWhが一般的で、おおよそ1,000~1,200kWhといわれています

太陽光パネルや発電システムの劣化により、初年度よりも少しずつ発電量の効率性は低下してしまうため、季節や天候、時間帯などの外部要因とは異なる理由で発電効率が緩やかに下がることを覚えておいてください。

そこで、毎年シミュレーションすることで最適な発電量を計算でき、メンテナンス費用と売電収入を踏まえたコストパフォーマンスなどの妥当性を確認いただけます。それでは、パネル容量に応じた年間の発電量と売電収入を計算していきます。

年間発電量と売電価格をシミュレーションする際には、1日あたりの年平均日射量(kWh/㎡/日)とパネル容量(kWh)、損失係数、システム容量(kW)などの条件が必要です。

ご自分でこれらの条件が確認できない場合は、専門業者にシュミレーションを依頼することも可能です。

年間の発電量を計算するために日射量の年間平均は東京エリア(3.74kWh/㎡/日)の値を採用し、損失係数は78%で計算しました。

ご家庭で余った電気を売電する「余剰売電」の場合のパネル容量は1kWh~10kWhが対象のため、2021年の売電単価である19円を発電量にかけて売電収入を算定しています。

パネル容量 発電量 売電収入
1kWh 996.52 kWh/日 1万8,934円
2kWh 1993.04 kWh/日 3万7,868円
3kWh 2989.57 kWh/日 5万6,802円
4kWh 3986.09 kWh/日 7万5,736円
5kWh 4982.61 kWh/日 9万4,670円
6kWh 5979.13 kWh/日 11万3,604円
7kWh 6975.66 kWh/日 13万2,538円
8kWh 7972.18 kWh/日 15万1,472円
9kWh 8968.70 kWh/日 17万0,405円
10kWh 9965.2 kWh/日 18万9,339円

※売電収入は四捨五入しています。

年間の売電収入はパネル容量1kWhあたり1万8,934 円で、10kWhのパネル容量の場合は18万9,339 円の収入が見込まれることが分かります。日々の電気代を安くできる太陽光発電の魅力は、不労投資として安定的に収入が発生することです。

1kWhごとの1日の発電量と売電収入

1日当たりの発電量は1kWで平均2.5kWh~3.8kWhですが、季節や時間帯によって変動するため毎日同じくらいの発電量になるとは限りません。

何よりも天候に左右されるため1日当たりの発電量は単に目安としていただき、「システムトラブルが発生したのか」などを判断するためのデータとしてご活用ください

発電量のシミュレーションを実施する際には、1日あたりの年平均日射量(kWh/㎡/日)とパネル容量(kWh)、損失係数、システム容量(kW)などの条件が必要です。

ご自分でこれらの条件が確認できない場合は、専門業者にシュミレーションを依頼することも可能です。

1日当たりの発電量の例として、東京エリアの年平均日射量である3.74kWh/㎡/日と損失係数は78%で計算しました。

それでは、パネル容量に応じた1日当たりの発電量と売電収入を確認します。

ご家庭で余った電気を売電する「余剰売電」の場合、パネル容量は1kWh~10kWhが対象なため、2021年の売電単価である19円を発電量にかけて売電収入を算定しています。

パネル容量 発電量 売電収入
1kWh 2.73 kWh/年 51.87円
2kWh 5.46 kWh/年 103.75円
3kWh 8.19 kWh/年  155.62円
4kWh 10.92 kWh/年 207.50円
5kWh 13.65 kWh/年 259.40円
6kWh 16.38 kWh/年 311.24円
7kWh 19.11 kWh/年 363.12円
8kWh 21.84 kWh/年 415.10円
9kWh 24.57 kWh/年 467.90円
10kWh 27.30 kWh/年 518.73円

1日当たりの発電量は季節や天候によって一定ではないため、年間の発電量や売電収入のシミュレーション結果と合わせてご活用ください。

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発電量が増える要因と減る要因

太陽光発電の発電量が増える要因と減る要因

太陽光発電は発電する際に自然エネルギーである太陽光が必要なため、「天候」「時間帯」「季節」の3要素に影響されやすいです。そのためできる限り発電に有利な設置環境を選定してください。

天気や日照時間などコントロールが難しい課題ですが、パネルの角度を調整するなど設置場所に応じた工夫を行うことで発電効率を高めることが可能です。

また、発電量が増える時間帯や季節はできるだけフル稼働し、冬場で積雪が多い時期に設備メンテナンスを実施するといった発電効率に合わせた年間計画を立てることをおすすめいたします。

そのためにも1日の発電量や年間の発電量を把握しておくことが大切で、発電スケジュールを立てる際に重要なデータとなります。システムを導入したエリアの発電量を把握しておくと、発電量の低下がシステムトラブルなのか天気や時間、季節が理由なのかを判断しやすく、適切な対処を迅速に行えるようになります。

①天候による発電量の変化

太陽光発電には太陽のエネルギーが必要なため、天気が晴天の時が発電効率はもっとも高くなり、曇りですと晴天時の半分ほどに発電量が低下してしまいます。梅雨時期や秋雨などは発電量が下がりやすいため、年間の事業計画に影響する要素となります。

また、もともと冬場という季節要因で発電量が下がるにもかかわらず、冬の積雪も発電効率を低下させる天候が続くと、「季節」と「天候」という2つの要因により売電量が大幅に低下する恐れがあります。

天候は突発的なことも多いですが、梅雨や台風、秋雨などある程度は年間スケジュールでおおまかな方向性はつかめるため、蓄電池を併用するなど発電量の低下をカバーする対策を事前に取りやすくい外部要因といえます。

②時間帯による発電量の変化

天候や季節に着目しがちですが時間帯も発電量の変化があり、11時から13時頃が発電効率の良い時間帯といわれています。太陽の動きに合わせて日照時間が変化するため、南中高度となる12時を最大値として昼時の発電量がピークとなります。

一般的に昼時の3時間が1日の発電量においてピークに達しているため、昼時に曇りや雨になると発電量に大きくブレーキがかかってしまいます。天候をコントロールできませんが、少しでも太陽光の入りを増やすことで発電効率を高めることは可能です。

太陽光パネルに太陽の光を最大限取り入れられるような設備設定に配慮すると、ピーク時間帯の発電量を良好なパフォーマンスで維持できるようになります。導入エリアによって最適な入射角度は異なるため、経験豊富な専門業者に相談しながら適切な角度を調整するようにします。

③季節による発電量の変化

発電量は「季節」を通して変動するため、稼働時期とメンテナンスを行うタイミングを検討する際に役立つ指標となります。4月や5月などの春先が比較的に発電量が高まり、日照量が少ない冬季の発電量が下がる傾向があります

夏は発電量が多いように感じますが、発電システムの温度が上がってしまい損失係数が増ええるため、春先よりも夏の発電量は多くありません。太陽光発電を導入する時期やメンテナンスを行うタイミングの検討する際に、発電量の変化を季節でシミュレーションすると先読みしやすくなります。

季節要因の発電量を参考にすると年間の稼働とシステム保守のスケジュールを組めるため、年間の発電量を平均的に保つことが可能となります。

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太陽光発電の発電量を減らさないために

太陽光発電の発電量は太陽の光を多く集めれば増えるため、季節や時間帯に合わせて太陽光パネルの向きや傾斜角度をしっかり調整することが大切です。「真南」の方角にパネルを向けることが最適ですが難しい場合は、朝日や夕日の発電効率を高めるために「東西」に向けるのも良い対策といえます。

一般的に太陽光の入りが「直角に近いほど」発電量が高まるため、設置エリアの直射日光の当たる角度に合わせて太陽光パネルの傾斜を調整してください。日本の南向きでは20~30度が最適といわれていますが、エリアによって変動があるのでご紹介いたします。

エリア 適切な傾斜
北海道 約35度
大阪府 約29度
沖縄県 約17度

発電量を減らさない対策として有効なのは「メンテナンス」を定期的に実施することで、劣化した設備を交換することで発電効率の低下を防ぎます。また、太陽光のパネルが汚れていると発電効率が下がるため、定期点検を欠かさないようにしてください。

発電エリアの天候や季節に応じた発電計画を策定し、発電量が下がるタイミングで専門業者による定期メンテナンスを受けると、発電量の維持に効果的です。

まとめ

太陽光発電では発電量を示す「kW」と1時間あたりの電力量を示す「kWh」という2つの単位を使用し、複数の条件を考慮して電力量の計算を行います。「天候」や「季節」、「時間帯」によって発電量は変動するため発電効率が変わり、設置エリアによっても太陽光の入射角の最適角度が変動します。

1日当たりの発電量を把握しておくことは太陽光発電のオーナーとして重要なことで、初期コストの回収や売り上げ収入の見込み額をシミュレーションする際に役立ちます。

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