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家庭での年間使用電力量と太陽光発電について(理科)

2024/12/29

東京都では、太陽光発電+蓄電池に対する補助金の申請が可能となっています。
現状、どのくらいの電気を使っているのか、太陽光発電でどのくらいまかなえるのかなどを個人的に調べてみることにしました。

※出典
1 家庭の省エネハンドブック 令和6年3月発行(東京都環境局気候変動対策部家庭エネルギー対策課)
2 太陽光パネルの年間発電量の目安はどのくらい?(ハチドリソーラー ブログ)
3 太陽光パネル1枚の発電量は何kW?発電効率を上げる方法も解説!(リノベステーション)


年間の電気使用量について

まずは、自宅で電気、ガスをどのように使用しているか、使用料等を調べて、グラフ化してみました。導入の可否を判断するうえで、まずは各家庭での使用状況を把握しておくことが重要だと思います。

(※細部の数値表記は控えさせていただきます。)

  

我が家の場合、オール電化ではなく、給湯の他、床暖房などもガスを使用しています。
そのため、冬期はガス代が上昇しますが、電気代については、冬期があまり上昇しませんが2月、8月はエアコンの利用により、電気使用量が上昇するようです。
もし、オール電化の場合、冬場の暖房用の電気代がもっと高くなるんだと思われます。

ですので、現在の状況だと、左側のグラフの電気使用量が太陽光発電でどのくらい減少できるのかという話になるかと思います。
(使用量以上に発電効果があるのであれば、ガス→電気への切り替えをより進めることが効果的ということになるかと思います。)

ちなみに戸建て住宅の電気電気量(2022年1月調べ)について、下記のようなデータが公開されていました。

家庭の省エネハンドブック 令和6年3月発行(東京都環境局気候変動対策部家庭エネルギー対策課)より

我が家の場合もほぼ上記の電気量に近い数値でしたが、暖房機にガスをメインで使っている関係から、1月暖房期は少し少なめの数値でした。
 

太陽光発電量について

次に太陽光発電量について、業者に見積もりしてもらった数値にて、比較検討してみます。
見積もりについては、屋根の形状・大きさなどの情報を提供し、太陽光パネルがどの程度設置できるのか、家の方位がどちらを向いているのか等を含めて、発電量を推定してもらいました。
(ですので、各家庭によって、算定される数値は異なってきます。)

我が家の場合、以前、ある業者に見積もってもらった時には、十分な発電量が得られないということで設置不可という判定をもらったことがありました。
ですので、今回も無理かと思っていたのですが、結果としては十分な発電量が得られるとの判定をいただきました。

太陽光の発電量については、当然ですが、日射量の多い春から夏(※5月が一番多かった)の発電量が多く、冬場(※12月が一番少なかった)の発電量が最も低くなっていました。

  

要するに冬場は発電量が少なくなるため、暖房により電力使用量はカバーできない時期がありますが、逆に夏場は冷房による電力量より太陽光発電量が多くなるため、余った電力を売電にまわせるということになります。
ただし、最近は電力の売電単価が下がっているため、それほどメリットはなさそうですが・・・・・。


2月、8月~10月はある程度電気代はかかりますが、その他の時期はかなりの節電が期待できそうです。
なお、大前提として太陽光パネルと蓄電システムを設置することが大前提となります。
(蓄電システムがないと、夜間の電力は太陽光発電ではまかなえません。)
 

太陽光パネルの1日あたりの平均発電量

一般的な家庭が自宅に設置する太陽光パネルの設置容量はおおよそ3kW~5kWだそうです。
東京電力によると、太陽光パネル1kWあたりの1日あたりの発電量の目安は平均2.7kWhと報告されていて、太陽光パネルの1日あたりの発電量は以下の表のようになるそうです。

設置容量 1日あたりの平均発電量
3kW                  8.1kWh
4kW                10.8kWh  
5kW                13.5kWh
出典:東京電力「太陽光パネルの1日の発電量は?


太陽光パネルの年間発電量

上記の1日あたりの平均発電量をもとに太陽光パネルの年間発電量を計算すると以下のように年間発電量が計算できるそうです。

設置容量 1日あたりの平均発電量
3kW                  2,956kWh
4kW                  3,942kWh  
5kW                  4,927kWh

概数で太陽光パネルの設置容量1Kwで年間約1,000kWh発電できるということになるようです。
ちなみに太陽光エネルギーを電気に変換する効率を示す単位を「交換効率」と言いますが、現在の交換効率は18~22%が目安と言われているようです。
太陽光エネルギーの20%前後しか、電気エネルギーに変換されていないということになりますね。
この「交換効率」がもっと高くなれば、少ない太陽光パネルで効率的に電気量を得ることができるということになります。
技術が進めば、この効率はもっと高くなり、太陽光パネルの需要が増えれば、価格も低下していくと考えられます。

ご参考まで。

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