専門用語が多く、説明が専門的になりがちな電気の世界。
太陽光発電の導入を検討しながらも、発電や売電の仕組みがわからないからと躊躇している方も多いのではないでしょうか。
ここでは太陽光による発電の仕組みと基礎知識、さらに発電した電力を売る「売電」の仕組みを単語の説明を交えながらわかりやすく解説します。
加えて投資型太陽光発電と自家消費型との違いにも言及しているので、目的に応じた導入を検討できます。
本記事を読むと、太陽光発電についての理解が深まり、自身にとってよりよい選択ができるでしょう。
太陽光発電の仕組み
太陽光発電は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置です。
太陽光発電で作られた電気はパワーコンディショナーで交流電源に変換され、自家消費や売電に利用されたり、あるいは夜間消費や災害時のために蓄電池に蓄電されたりします。
太陽光を一身に受ける太陽光パネルは2層のシリコン半導体で形成され、上層はn型半導体、下層がp型半導体となっています。
パネルに太陽光が当たると、2層の接合面を境に上層のn型半導体にマイナス電子（－）が、下層のp型半導体には正孔と呼ばれるプラス（＋）が集まります。
この状態でそれぞれに導線を接続すると、プラス（+）とマイナス（－）の流れができて電気となるのが太陽光発電の大まかな仕組みです。
太陽光発電の基礎知識
ここでは太陽光発電の基礎知識として、下記のような用語・機器について紹介します。
- 半導体とは
- n型半導体とは
- p型半導体とは
- kWhとは
- パワーコンディショナーとは
- 蓄電池とは
それぞれについて解説します。
半導体とは
半導体とは、電気を通す物質（導体）と電気を通さない物質（絶縁体）の中間の性質を持つ物質です。
温度や光など、何らかの条件の変化によって電気を通したり通さなかったりする物質を指します。
半導体の材料となる代表的な物質はゲルマニウムやシリコンであり、太陽光発電ではシリコンが用いられています。
n型半導体とは
太陽光パネルの上層部分、つまり表面に敷き詰められているのがn型半導体です。
n型半導体の「n」はnegative（ネガティブ）の頭文字、マイナス（負）の電荷を持つことからn型と呼ばれるようになりました。
太陽光を浴びて集まったマイナス電子は電圧によってプラス極側へと移動し、電流となります。
p型半導体とは
p型半導体は太陽光パネルの下層部分、裏側に敷き詰められています。
p型半導体の「p」はpositive（ポジティブ）の頭文字です。
プラス（正）の電荷を持つとされることから命名されました。
p型半導体は、n型半導体のように自由に動く電子はない代わりに、正孔（ホール）と呼ばれる欠損があります。
この正孔に向かって、n型半導体側に集まったマイナス電子が移動するため、結果として電気伝導につながるというのが太陽光発電の仕組みです。
kWhとは
kWh（キロワットアワー）とは、通常、電力（kW）に時間（h）をかけた消費電力量を指しますが、太陽光発電の場合は1時間あたりの発電能力を表します。
たとえば、5kWの太陽光発電システムの1時間の発電能力は5kWhとなり、5時間で25kWhとなります。
太陽光パネルを真南に向けて30度の角度で設置した場合の容量1kW当たりの年間発電量は約1,000kWhといわれています。
一方、太陽光発電境界のガイドラインによると2024年度の一般家庭の平均年間電力消費量は4,602kWhです。
つまり、5kWの太陽光発電システムを導入すれば、1年を通して十分電気を賄える計算になります。
パワーコンディショナーとは
パワーコンディショナーとは、太陽光発電によって発電された電気を一般家庭でも使えるように変換する機器です。
インバータの1種であり、海外ではインバータやラインコンディショナーとも呼ばれています。
パワーコンディショナーは、太陽光発電で得られた直流電源を一般家庭で使える交流に変換すると共に、効率よく発電できるようにMPPT（最大電力追従制御）と呼ばれる自動調節機能を兼ね備えています。
蓄電池とは
蓄電池とは、電気を貯めておいて必要なときいつでも使える装置です。
太陽光発電において必ずしも必要な装置ではありませんが、夜間使用や災害時のために備えておくと安心であると共に、大幅な電気代節約が見込まれます。
蓄える電池と書くように、普通の電池と違い、何度でも充電と放電を繰り返すことができる点が特徴です。
もちろん充放電回数に限りはあり、また容量にも限りがあります。
購入する場合は、必ず太陽光発電のシステム容量をチェックして、容量に余裕のある製品を選びましょう。
太陽光発電の売電の仕組み
太陽光発電導入のメリットの一つに売電収入があります。
発電した電力を、電力会社からの配電線に乗せて収入を得ます。
売電の基本となるのがFIT制度です。
固定価格買取制度とも呼ばれ、ある一定期間、電力会社が固定価格で電力を買取してくれる仕組みになっています。
2012年スタート当初は10kW未満のシステムで1kWhあたり42円で売電できていたのですが、2024年現在は16円にまで下がっています。
それでも投資として考えた場合、他の円建ての資産運用法と比較しても高い安定収入が得られる有利な投資対象と考えられています。
FIT期間終了後は、自身で新たに電力会社などと契約すれば固定価格での売電を継続することも可能です。
太陽光発電の廃棄の仕組み
2012年のFIT導入以降、加速度的に増えた太陽光パネルは、製品寿命が約25〜30年とされています。
そのため、FIT開始後の太陽光発電事業は2040年頃には終了し、太陽光パネルを含む大量の廃棄物が出ると予想されています。
有害物質も含まれるため、適切な業者による適切な処理が必要なのはいうまでもありません。
「太陽光発電設備の廃棄等費用積立制度」は、太陽光発電の大量廃棄が予想される2040年問題への対策として2022年7月から義務化されました。
対象となるのはFIT制度もしくはFIP制度を利用している10kW以上の太陽光発電設備です。
積立金額の目安は設置費の約5%、積立期間はFITの調達、またはFIPの交付終了の10年前からになります。
たとえば2013年にFITの認定を受けた太陽光発電事業者の場合、FIT認定の切れる2033年の10年前となる2023年の同月日に積立義務が発生します。
投資型太陽光発電の仕組み
投資型太陽光発電は、投資目的に太陽光発電を導入して利益を得るビジネスです。
固定価格買取のFIT制度や、市場価格を反映させたFIP制度を活用して売電による利益を得ます。
出力10kW以上の産業用太陽光発電設備が対象となり、自社の電力に使用した余りを電力会社に買取してもらう「余剰電力買取制度」と、すべてを電力会社に買取してもらう「全量買取制度」があります。
制度の違い等については後ほどご説明します。
投資型太陽光発電は、老後資産問題と枯渇する自然エネルギーへの不安を同時に解消できる資産運用法の一つです。
初期投資額の大きさから不動産投資と比較されますが、「安定的なキャッシュフロー」という観点で比較した場合、日照量の影響を受けるものの太陽がある限り得られる太陽光発電投資の売電収入は、景気や入居率の変動などに影響する不動産投資による賃料収入とは収入の変動要因が全く異なります。
景気・経済の影響を受けにくい安定したキャッシュフローが得られる投資をしたい方に大変おすすめの資産運用法です。
投資型太陽光発電と自家消費型との違い
投資型太陽光発電と自家消費型太陽光発電の根本的な違いは発電量ですが、制度上も下記のような違いがあります。
- 全量買取・余剰買取の選択
- 全量買取の場合は税制優遇措置がない
それぞれについて解説します。
全量買取・余剰買取の選択
一般家庭で新規に設置する低圧（10kW以上50kW未満）の太陽光発電施設の場合、原則、自家消費前提の余剰買取しか選択肢がありません。
しかし高圧（50kW以上）の産業用太陽光発電、いわゆる投資型と呼ばれる太陽光発電施設は、自家消費した余りを買取してもらう余剰買取と、発電したすべてを買取してもらう全量買取のどちらかを選ぶことができます。
どちらも20年間、申請時の価格で売電が可能です。
ちなみにFIT制度の発足した2012年当時は、10kW以上の太陽光発電はすべて全量買取が可能でした。
ところが、2020年からは低圧（10kW以上50kW未満）の太陽光発電施設は30％以上を自家消費した余剰分しか買取してもらえなくなっています。
総合的なエネルギー対策としての変更であり、一見、制度が厳しくなったように感じます。しかし、昨今の電気代の高騰を考慮すれば、あながちマイナスではないかも知れません。
また、2020年以前に設置・FIT認定を受けている中古の太陽光発電所への投資は、当時の買取制度が適用されます。
全量買取の場合は税制優遇措置がない
投資型太陽光発電における全量買取の場合は、中小企業経営強化税制による税制優遇措置を一切受けることができません。
なぜなら、全量買取は電気事業用の設備とみなされ、電気事業は中小企業経営強化税制の対象外だからです。
ただし、会社の所有する建物の屋根などに太陽光発電装置を設置し、発電した電力を会社内で使用する場合は事業用の自家消費として認められ、中小企業投資促進税制の対象となります。
【まとめ】太陽光発電の仕組みを理解するとわかる投資商品としての価値
太陽光発電の発電と売電の仕組みを理解すると、いかに有効な投資商品であるかがわかります。
株式投資のように社会情勢に左右されることなく、不動産投資のように入居者となる顧客を必要ともしません。
それでも一定期間の安定収入を得られるのは、太陽光を始めとした自然エネルギ―による発電事業くらいではないでしょうか。
中でも普及率が高く初期投資のコストダウンが進む太陽光発電は刮目に値します。
BMF（ブルーモーニングフィナンシャル株式会社）は、太陽光発電所の投資価値を客観的に評価する金融のプロフェッショナル集団です。
自社が太陽光発電事業者でもあり、太陽光発電事業については精通しています。
これまで多数の太陽光発電事業の取引仲介を成功させてきました。
投資型太陽光発電に興味をお持ちの方は、ぜひお気軽にBMF（ブルーモーニングフィナンシャル株式会社）へご相談ください。
最後までお読みいただきありがとうございました。以上、参考になると幸いです。
