63-己斐大迫の太陽光発電に関する情報

　光熱費は電気料金・ガス料金・灯油料金から構成されますが、自宅では電気・ガスのみ利用しています。広島市では都市ガス料金が全国で17位と高くガス給湯器やガスファンヒーターを利用している家庭には家計負担が大きいものがあります。
　2020年度のガス料金を比べると関東(東京ガス)が㎥単価が最も安価、次に関西・中部と続きます。年間480㎥消費している家庭(自宅)の場合、お得なガス契約にしていても(例: 暖房/床暖房契約)東京ガスに比較すると広島ガスでは1.4倍も高額となります。
　光熱費を安価に維持する代替案を種々検討してみると太陽光発電とエコキュートの組合せで運用するのが最も経済的である事がわかっていました。2011年から検討を開始したものの、当時は太陽光発電もエコキュートも本体・工事費ともに高く合わせると200万円以上するため容易に踏み出せませんでした。
　そんな折、2019年末に下記エネルギーアシスト(旧京良産業本社・広島市東区)から安価な提案があり採用導入することになりました。エコキュート(ヒートポンプ給湯器)でガス給湯の利用を廃止、電気は売電より自家消費を重視し、家庭内の電気製品やエコキュート本体の稼働にも活用することで維持費を抑える事ができます。太陽光がどの程度発電し、どの程度自家消費に回せるか結構細かく調査をしてみました。下記はそれらの調査結果のまとめで、広島市で、特に山あいの己斐で太陽光発電を検討されている方々の参考になれば幸いです。

63-1. 広島市の地域特性

　広島市は年間の晴れの日が多いものの、年間発電量は全国的に見れば30位程度。南東・南西が山に囲まれ日照時間が若干短いためかもしれません。年間発電量は一般に1Kwhの発電能力を搭載した太陽光モジュールが年間にどの程度の発電ができるかを示す数値で表され単位はKwh。最も発電量が多い山梨県・甲府市で年1436Kwh、広島県・広島市は1202Kwh程で全国平均値に相当します。最も少ない豪雪地帯の秋田県・秋田市では902Kwhと低下し同じ太陽光モジュールを設置したにも関わらず約1.5倍の差が生じます。今回、4Kwhの太陽光発電を設置しましたが、広島市では最高年間1202ｘ4=4808Kwh程度発電できるので3-4名の家族構成で1年間に消費する電力に相当する発電は行えます。
参考添付 20200618-県別太陽光発電量と日照時間.PDF出典・太陽光発電総合情報 http://standard-project.net/solar/region/・気象庁30年間日照時間平均値 http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php

63-2. 発電量の変動要因

63-2-a. 発電量の要因-1-日出日没時間や周囲の山による影響

　己斐の団地は概ね東は高峠山(273m)、西は大茶臼山(413m)や柚木山(339m)に挟まれた谷間に造成されています。そのため気象庁で発表している日出日没より日照時間は短くなります。事例ですが己斐大迫三丁目では朝は気象庁の日出時刻より約40分遅く、夕方は日没時刻より夏は40分～冬でも25分程早く日没を迎える事になります。この傾向は山に囲まれた三角州にある広島市内全般に共通であり、市内平野部であっても朝夕それぞれ15分程度短くなり合計30分程度日照時間が短くなってしまいます。

この図は己斐大迫の東西高低差を断面図で表示。カシミール3Dで作成。3D標高データは国土地理院・基盤地図情報5m数値標高モデルを利用。左端は己斐上五丁目～右端は己斐大迫三丁目。

大迫団地の東方向。
季節により変動があり40分程度山影により日出が遅くなる。

大迫団地の西方向。
日没は夏は40分、冬では25分程度短くなる。

20301231-HP-63.広島市日照時間.xlsx

広島市全体の東西の高低差。西は廿日市・極楽寺山(689m)～東は熊野町・洞所山(641m)に挟まれた広島市内。五日市・広島市内・海田市など朝夕15分程度日照時間が短くなる。

中央黄線が上図の断面図に相当する部分。

63-2-ｂ. 発電量の要因-2- 天候や朝夕の日照時間

　太陽光モジュールは天候で発電量が大きく変動します。快晴を100%とすると曇天で30～40%、雨でも5～10%程度は発電しています(実際の計測値)。2019年度の気象庁公開データでは、広島市は年間1mm以上の雨の日が119日(32%)、曇天が57日(16%)、晴が189日(52%)程度の割合となります。先の年間発電量1202Kwhは晴/曇天/雨を含めた環境での数値となります。
　気象庁発表の水平全天日射量(MJ/㎡)は太陽光発電にはとても大事な数値です。全天日射量は直射日射量(52%)と散乱日射量(48%)から構成され、太陽が雲に隠れて直接見えない状況でも明るければ最大48%程度は太陽光発電をしてくれます。そのため、先で取り上げた山影で日照時間が短くなる件も空が明るくなっていれば曇天相当の発電が行われるため日照時間が短くなることはそれほど気にしなくてもよいのかもしれません。
参考 20200618-気象庁-2019年度広島市気象データ.PDF出典気象庁30年間降水量データ http://www.data.jma.go.jp/obd/stats/etrn/index.php

63-2-c. 発電量の要因-3- 屋根の形状と太陽光モジュールの設置の向き

屋根の傾斜角や太陽光モジュールの設置方位で年間発電量が変化し次のような順になります。・屋根の傾斜角30°で南向き設置発電できる量は100%・傾斜角0°全天日射量(気象庁広報値) 88%・傾斜角30°で東西設置 83%・傾斜角30°で北設置 62%。つまり発電量は南向きの屋根が最も高く、東向き・西向きの場合はおおむね83%程度になってしまいます。

この図は太陽光モジュールの年間発電量が屋根の設置場所でどの程度変化するか表したものです。

図中青線は南面へ設置、赤線は東西設置した際の各月毎の発電量の変化を表したもの。夏は南・東西の差異はほとんどなく、冬・春・秋に東西が低下するのがわかります。
前提: 太陽光モジュールを傾斜30°の屋根に設置した場合

図は屋根の傾斜角が与える年間発電量の変化です。
出典: JPEA太陽光発電協会 Q13 http://www.jpea.gr.jp/inquiry/q_a/index.html#a13

63-3．さらに詳細な検討を加えるには

　さらに詳しく自分のお家の屋根の傾斜や向きを指定してどの程度発電してくれるか調査・グラフにしてくれる便利なサイトがあります。国立新エネルギー産業技術総合開発機構(通称 NEDO) のサイトで下記URL にアクセスし各種設定値を変更すれば結果を表示してくれます。

http://app0.infoc.nedo.go.jp/

・年間時別日射量データベースMETPV-11をクリック・地域を選択・表示データ選択で斜面日射量を選択・日射量データ表示で任意の指定を選択
例: 傾斜角 3寸(3/10勾配ガルバリウム鋼板など) 17° 4寸(4/10勾配)22° 5寸(5/10勾配一般的)26°方位角南向き0° 西向き90° 東向き270° 北向き360°など
・または太陽光モジュールの傾斜角・方位角を直接操作これらを行い屋根の向きや角度に合わせるとその日の日射量(発電量)を表示してくれます。東西にしか設置できない場合、次の図のように東に設置すると午前中の日射量(発電量)が多く、西に設置すると午後の日射量が多くなります。図中の黒線は南向きに設置した時の日射量です。

空色の線は東向きの屋根に太陽光モジュールを設置した際の日射量を、黒線は南向き設置の日射量を表している。

空色は西向き設置の日射量、黒は南向き設置の日射量。
出典・NEDO 日射量データベース http://app0.infoc.nedo.go.jp/index.html

63-4. 今回発電量を測定する家の形状や太陽光モジュールの設置イメージ

　これから実績を測定し公開していく太陽光発電のシステムは大容量出力タイプのカナディアン・ソーラー社のものを選択しました。搭載全容量は約4Kwで1モジュール330W出力のものを12モジュール、東に3モジュール、西に9モジュール設置しました。東西を向く切妻タイプの屋根のため発電量の多い南向きの屋根は今回は選択できません。

屋根はスレート瓦・勾配は5寸(傾斜角26.6°)、団地で見る一般的な屋根です。

太陽光発電機器構成

・カナディアン・ソーラー・CS1K-330MS x12モジュール・CSP401F 4Kw x1 パワコン・KTN-4CR12C x1 接続箱・CSPDUD 電力検出ユニット・CSPCM07D カラーモニタ・システム出力容量 330w x12 = 3.960Kw
他にパナソニックの給湯器を同時に施工。これを機に中国電力の契約はシンプルから電化STYLEへ変更。・HE-NS37JQS エコキュート 370リットルタイプ

太陽光メーカーホームページ https://canadiansolar.co.jp/太陽光発電総合情報 http://standard-project.net/solar/販売・施工会社 (株)エネルギーアシスト(旧京良産業) https://energy-assist.jp/中国電力・オール電化推進 https://www.e-ess.co.jp/service/denka/denkapack/

63-5. 販売施工会社について

63-5-a. 販売会社

　販売施工を担当してくれたエネルギーアシストは広島でエコキュートを年間250台以上も導入している実績があり、広島県で最も販売導入実績が多い会社との紹介がありました(営業部長談)。また、太陽光発電を含めオール電化を推進する中国電力の子会社エネルギア・ソリューション・アンド・サービスと強烈なタッグを組んでいて、太陽光発電システムやIH・オール電化商品など設置台数も取引台数が多いスーパーショップにランクされています。契約・導入にあたり買取方式と10年リースの２種類があり
リースの場合、・中国電力の子会社エネルギア・ソリューション・アンド・サービスにリース料を支払い・太陽光発電の売電金額は個人に入金・リース満了後は自己所有となる・リース期間中に発生した故障は無償修理になる
など初期費用がなくても太陽光発電やエコキュートを導入できるメリットがあります。今回導入のケースはもう一歩踏み込んでリース手数料削減のため買取り方式にて決済しました。

63-5-b. 機器・工事費用など(買取り方式)

・基礎工事コンクリート設置台基礎工事、設置工事費、エコキュート370Lタイプ本体、10年保証込み。・太陽光発電屋根上設置工事、電気配線工事、本体4Kwh、電力測定・モニター、15年保証込み。・既設エアコンの設置場所移動・室外機二段置台設置工事。など本体・工事費用・税10%込みの総額で￥1,215,000円と8年前の価格の60%で提供してくれました。これなら検討もしやすい価格となります。

63-5-c. 参考までに同仕様でリースの場合

工事費・税込み価格ですが・太陽光発電 4Kwが毎月8,932円でリース期間10年支払額=8,932円/月x12ヶ月x10年≒107.2万円・エコキュートフルオート370Lが毎月4,378円で期間12年支払額=4,378円/月x12ヶ月x12年≒63万円・総支払額は107.2万円+63万円=170.2万円となります。・もちろん太陽光発電とエコキュートは個別にリースすることも可能です。・太陽光発電した電力を全て売電した場合 4400Kwh/年x21円/Kwhx10年≒92.4万円となります。ちょうど12年くらいで太陽光発電システム一式の元がとれる程度でしょうか。

63-5-d. 他の価格サイトの調査など

　今回の買取価格は2020年6月の価格comの最低価格にあたる金額に相当します。広島のこの地で最安値で実現してくれた事に大変感謝。構築費用を安価におさえ、導入後の維持費・経済性の点ではガス給湯からエコキュートに移行し都市ガス料金を大幅に削減できること。さらに太陽光発電で
・発電した電力を自家消費する事で年間電気料金の低減・余剰電力の売電などで光熱費を年間14万円程度削減できるよう目標を置きました。家計に優しい機器導入である事には違いありません。

63-5-e. 施工期間や品質

機器設置工事の際の施工品質は大変よいものでした。

ー施工日数本体工事は合計で3日間。

・エコキュートの設置台工事が一日・太陽光発電の屋根上への設置や配線工事が一日・エコキュート本体設置が一日と・短期間で工事は完了してくれました。・発電開始まで3カ月かかりましたがこれは経産省の認可待ちの期間となります。認可が下りるまで工事が完了していても売電や太陽光発電の電源オンもできません。経産省はいつ認可できるかなど問合わせには対応してくれないのでひたすら待つしかありません。

ーエコキュート

　本体設置用のコンクリート設置台や家の配管用コア抜き(基礎コンクリートへの)も手慣れた作業で実施。従来のガス給湯器はマイクロバブルがでる風呂接続アダプターを利用していました。今回設置のエコキュートはその機能がなくあきらめていましたが、マイクロバブルの機能をそのまま残し流用・活用できるよう施工してくれました。できると思っていなかったので入浴時、試しにとおそるおそるマイクロバブルの切替をオンにしたところ泡がではじめて驚きました。これは大変ありがたく嬉しい誤算でした。その後、ガス給湯器メーカーにマイクロバブルをエコキュートに流用して問題が生じないか確認をとりましたが流用してくださいとのことでした。

ー太陽光発電

　合計12枚の太陽光モジュールの設置も大変スムーズに実施してくれました。モジュールからパワーコンディショナーまでの距離を最短にするルート検討、配線が軒にでないよう屋根から直接屋根裏に配線する仕様で施工したりと見栄えを含め事前に検討してくれた成果が随所に見受けられました。数をこなしてくれる業者ならではのノウハウを提案してくれとてもよかったと思います。
参考カナディアン屋根金具 YOUTUBE https://www.youtube.com/watch?v=09tMDedG67Q

63-5-f. 価格面で参考となるサイト

・価格コム太陽光発電口コミ https://bbs.kakaku.com/bbs/-/BBSTabNo=65/このサイトで検討中の太陽光発電のメーカー名を入力し検索すれば、全国各地の口コミが読め機器・工事費込みの単価や総額が調査できます。また最安値であるかどうかの情報入手もできます。ちなみにカナディアンソーラーは
2020年6月時点で設置する機器単価が全メーカー中で最も安く20万円/Kw、4Kwなら80万円程度となります。・価格コムエコキュート https://kakaku.com/housing/ecocute/※エコキュートも工事費・機器10年保証など含めればほぼ最安値でした。

63-6. 年間発電量メーカー試算値や実績(年間発電量)

下記表は次の内容になっています。

a)メーカー予測値と発電量/買電量予実対比

　カナディアンソーラー提案の資料に記載された年間の推定発電量のシミュレーション結果は次のようになります。シミュレーションに際し屋根の向きや角度など詳細な記載がないため、一般的な数値を記載しているものと思われます。これをベースに、実際に発電した量を随時掲載し予実対比を行いたいと思います。広島市の、己斐大迫の山に囲まれた実際の発電量がどの程度になるか太陽光発電を検討される方々の参考になれば幸いです。

ｂ)買電量実績比較

　太陽光導入前の数値は6年間の買電量(電気使用量)。2020年8月以降が太陽光導入後の買電量となります。

20200910-1-HP-63.太陽光掲載用.xlsx

63-7.エコキュートの消費電力

　2020年に太陽光発電とエコキュートを設置して４年。エコキュートの消費電力の情報も整備でき月別消費電力を報告できる時になってきました。太陽光・エコキュート導入前と導入後の差分をエコキュート消費電力として全て計上する方式にしています。※エコキュート単体の消費電力が測定できるHEMS機器を設置していないためざっくりとした数値になります。

a1) 表内の深夜は夜23時～朝5時の夜間時間帯の消費電力

　日中は太陽光発電を利用できる11時～15時の時間帯の消費電力です。月間の合計は深夜+日中を合計した数値。太陽光発電がないご家庭の場合は全て深夜に沸かすため合計値が夜間の消費電力になります。年間のエコキュート消費電力は約1,750kwになりました。
　夏冬の消費電力は約3.8倍もあります。冬は冷たい水から70°のお湯を作るための温度差、それに加え効率の悪い冷気から熱交換したり、夏場は入浴ではなくシャワーにするなどお湯の使用量が大幅に減るためこのような消費電力差となります。皆様のご家庭でこの深夜・日中の消費電力に契約先の単価を掛け合わせればおおよその電気代が算出できると思います。
※補足: 太陽光発電のお陰で日中のエコキュートの消費電力の約50%をまかなってくれています。機器: PANASONIC 型番 N37JQS 42℃700L給湯タイプ

a2) 42℃のお湯を1日で消費する量)と42℃のお湯を100L給湯するために必要な消費電力

　例として1月度をみると42℃のお湯を毎日平均して440.3L使用しています。月間では440.3Lx31日=13,649.3Lになります。100L毎に必要な消費電力は272.5kw÷13,649/100L=1.996kw/100L≒2.0kw/100Lとなりこの数値を表内に計上しています。夏と冬で必要電力に差がありますが、年間では平均1.9kw/100Lとなります。ガス給湯器も1日平均の42℃給湯量が把握できるので、エコキュートに移行した場合にどの程度の消費電力になるか試算が行えます。例: 42℃のお湯を毎日300L 1月度に使用した月は 300Lx31日x2.0kw/100L=186kw/月となります。
20250301改訂(速報値)　2025年2月より電力計で実測を開始。42℃のお湯を100L給湯する消費電力は1.5kwh程度と判明。上記a2)記載内容より30％程度効率が良い事が判明。年間消費電力の資料反映は2026年3月頃に改訂し報告予定

20301231-HP-63.エコキュート消費.xlsx

a3) 200V系電力量測定センサーの製作と電力測定開始 2025/02/17改訂

　200Vの機器をそのまま測定できる電力測定メーターが市販されていないため電力測定メーターを製作し設置。国内ではPANASONICをはじめ数社から家庭用の100V/200V機器を個別配線ごとに測定と記録を行うHEMS対応の分電盤を販売している。だけど価格がとても高く設置工事を含め20万円程度かかってしまう。なので製作した。自動記録する機能がないため月に一回数値を控える必要がある。エコキュートやIH・18畳用エアコンなど大量に電力を消費する機器の数値を把握し、上記の表に反映したい。※ エコキュート消費電力の測定数値公開は2026年3月を予定、これに伴い63-7)を全面的に改訂予定

機器 KWS-AC301 100A

測定できる情報①電圧 50-300V②電流 0-100A③計測時間 0-999Hour④電力量 0.001-99999 KWA⑤瞬時の消費電力 0-22KWA⑥効率(力率) 0.01-1 ⑦周波数 50-60Hz⑧温度計 -20～+150℃操作や設定・③計測時間や④電力量のリセット操作・ブザーのアラート閾値設定
補足　家の周囲に太陽光発電や夜間用の電池を設置される家がおおくなってきて、電圧が210V程度になる事もあります。中国電力ネットワークの系統アクセス業務取扱要則には・100Vは±6Vが許容値・200Vは±20Vまで許容値と記載してあるのでまだ余裕はあるみたい
電力計販売先・AMAZON JAPAN 4,000～5,000円/台・ALI EXPRESS 1,200～1,800円/台

63-8.

63-9. まとめ

63-10. その他参考情報

63-10-a. システム価格の長期的な動向

　太陽光発電モジュール1Kwあたりの価格ですが、日本で初めて太陽光発電を設置し運用開始した1993年度ではおよそ370万円/Kwの価格でした。その後製品の品質改良、大量生産、発電効率のアップが施され2009年度にはおおよそ65万円/Kwと価格性能が向上しました。

出典 2018年11月・経産省資源エネルギー庁発行「太陽光発電について資料3」より抜粋 URL https://www.meti.go.jp/shingikai/santeii/pdf/040_03_00.pdf
　2009年には1Kwhあたり48円の買取制度・通称FITが開始され更に太陽光発電が家庭用・業務用として爆発的に増加しました。その結果、システム価格はさらに下がり2020年度は約23～25万円/Kwに至ってます。これから先の国の政策ですが次の二点を推進しています。
・買取制度の価格の国際的なバランス・電力需要者の負担軽減として再エネ発電賦課金を少なくする
　これらを実現するべく、経産省・資源エネルギー庁では2025年度のシステム価格の目標は15万円/Kwに、2030年度までに10万円/Kwにするべく各種施策を実施する予定です。将来は4Kwの太陽光発電を屋根に設置する場合でも、本体・工事込みで40万円の時代があと10年で到来します。楽しみですね。

　また、経産省はこれら数値がこれからも正確に把握できるよう、太陽光発電を設置する際は申請・認可からはじまり、発電開始後は一か月以内に導入設置費用・税抜きを報告するよう義務付けています。

63-10-b. 固定買取制度終了後の太陽光発電とエコキュートの有効活用

　2020年現在・中国電力ネットワークへの売電価格は21円/Kwh、また買電価格は電化STYLEプランでディ34円・ナイト18円・休祭日18円だけど平均化してみると約24.5円/Kwhとなります。2009年の買電制度の開始時は売電48円/Kwh、買電24円/Kwhと自家消費するより売電する方がお得でした。でも、現在は売電するより自家消費する方が(24.5円-21円=3.5円/Kwhあたり）お得となります。またこれから先、10年間の固定買取制度が終了される方々が続々とでてきますが、その際の売電価格は平均7.5円となるため、益々自家消費の重要性が増すことになります。
　エコキュートと太陽光発電をお持ちの方に、太陽光発電の自家消費をどのようにうまく活用するか2019年度に発表された論文があります。一言で紹介すると、エコキュートの早朝の沸出しを昼間にシフトし、太陽光発電で沸出しするものです。

　論文では4人家族の構成で、日本で標準的な電力消費をする家庭において昼間・沸出しに移行した場合の経済性、CO2排出量削減にどのように効果的であるか分析・結論したものです。一般にエコキュートの年間消費電力など公開情報がインターネットを調査しても見当たりません。が、この論文では調査の上エコキュートの年間電力消費量を算出、HEMSや太陽光発電を活用した際の変化を記載しています。

20301231-HP-63.エコキュート.xlsx

　分析結果を要約すると2)3)のように早朝より気温・水温が高くなる昼間に沸出するほうがエコキュートの特性上COP値が上り年間に支払う電力料金も経済的との結論に至ってます。興味のある方は是非論文をご一読の上、エコキュートの活用を加えてみてください。尚2)3)で昼間に買電が発生するのは悪天候時(雨/曇/雪)に生じる電力消費となります。
出典財団法人・電力中央研究所論文ヒートポンプ給湯機を用いたPV自家消費の有用性URL https://criepi.denken.or.jp/jp/kenkikaku/report/detail/C19001.html

63-10-c. エアコンの日よけは有効か？

　電力中央研究所では他にも電気の有効な使われ方を深く追求しています。その例の一つをご紹介しますとエアコンの室内温度と屋外の室外機の周囲温度の違いによる節電効果。エアコン室外機に日よけを行い、室外温度を5℃低くするだけでエアコンの消費電力が随分と節約できる報告書などです。ここまで記載されると日よけを考えてみようか…。とついその気になってしまいます。

出典財団法人・電力中央研究所室内外の温度変更によるエアコンの節電効果の検証URL https://criepi.denken.or.jp/setsuden/index.html

63-10-c.中国電力管区5県の電力事情

　太陽光発電を導入するまで気にも留めていませんでしたが、中国電力の太陽光発電の利用比率を参考までに掲載します。

中国地方5県・電力需給例-1- 平日

・電力需給例-2-休日出典中国電力ネットワークでんき予報
https://www.energia.co.jp/nw/jukyuu/

　電力の供給設備には原子力・火力・水力・風力など種々ありますが太陽光発電の占める割合は晴なら日中35～36%を占めています。全国の電力会社の中で太陽光比率が高いのは中国電力と四国電力。休日で全体の電気需要が下がる日には太陽光発電が45～46%に達する事もあります。ただし、夜間・雨天・降雪時など発電できない時間帯があるため、年間全体を通してみれば太陽光比率はおおよそ10%程度。それでも太陽光発電の比率が高いのには驚きました。

63-10-c. その他参照情報

・全国の都市ガス情報などURL 日本ガス協会 https://www.gas.or.jp/

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