太陽光発電の寿命や発電量、売電による利益と卒FITについて
このページでは、近年注目されている再生可能エネルギーの発電方法の一つである太陽光発電について、寿命や発電量、そして発電することで得られる利益と卒FIT後の売電方法についてまとめております。太陽光発電設備は長期的に発電を行うことで、電気代の節約や売電収入が入ります。太陽光発電設置について、ご検討の参考にしていただけますと幸いです。
太陽光発電とは
太陽光発電（たいようこう はつでん、英: Photovoltaics、Solar photovoltaics、略してPVとも呼ばれています）は、太陽電池を用いて太陽光を直接的に電力に変換する発電方式のことです。ソーラー発電、大規模な太陽光発電所はメガソーラーとも呼ばれています。また、再生可能エネルギーである太陽エネルギーの利用方法の1つとされています。
太陽光発電では、発電機の役割を持つ太陽電池が、太陽の光を受けて発電しています。太陽電池は、太陽の光が半導体に照射されたときに発生する光起電力効果と呼ばれる現象によって発電する仕組みとなっております。
太陽電池は、それぞれ「n型」と「p型」と言われるシリコン型の半導体が2層に重なって作られています。光電効果が起きるとプラスの電気を持った正孔とマイナスの電気を持った電子が発生し、正孔はp型に、電子はn型に移動します。この電子の移動によって、電気が流れます。
この太陽電池を大量につなげて大きくしたものが、太陽光パネルです。太陽電池素子はセルといい、これを必要枚配列して、屋外で利用できるよう樹脂や強化ガラスなどで保護しパッケージ化したものが1枚の太陽光パネルになっています。つまり太陽光発電では、太陽光パネルが太陽の光を受けることで発電をしています。
太陽光パネルによって発電された直流電気は、パワーコンディショナというインバーターの一種である機器によって、家庭などで使用できる交流電気に変換されます。パワーコンディショナーによって変換された電気は、東京電力などの各地の電力会社に売却することや、家庭で使うことができます。
太陽光発電の特徴
今までの火力発電では避けられない、化石燃料の消費や温室効果ガス排出量を共に削減することができます。原子力発電と違い、放射線廃棄物の処理や災害などの事故が起きた場合の汚染被害も無く、原子力発電への依存度を下げる手段の一つとして考えられています。また、発電装置がパネル状であり、安定する場所ならば設置する場所をいとわないです。大規模な工事も必要としません。発電量は日照に依存するため気候や天候、季節や地形に左右されてしまいますが、昼間の電力需要ピークを緩和することができ、電気代の節約などに繋がります。
設備は太陽電池、インバータ（パワーコンディショナー）で構成されています。発電が行われる時間帯・地域と電力需要が異なる場合には、蓄電池も組み合わせて調整されます。
開発当初は極めて高価で、宇宙開発等の限られた用途に使われていました。多くの発電方法と比較して高コストではあるものの、近年は発電コストの低減が進み、年間数十ギガワット単位で導入されるようになりました。今後コスト低減や市場拡大が続くと見込まれ、各国で普及政策が進められると同時に、貿易摩擦に発展する例や、価格競争で倒産する企業が見られます。
太陽光発電の寿命
太陽光発電の寿命は、一般的に20〜30年程度と言われています。そして、メーカーが出力異常低下に対応する出力保証は、20年程度であることが多いです。このこともあり、太陽光発電を設置する際には、少なくとも20年ほど設置することを前提に考えると妥当だと考えられます。
また、住宅用太陽光発電導入を促進する国の補助事業は1994年に始まり、これをきっかけに住宅用の太陽光発電の普及が進みました。しかし、それから太陽光発電導入からまだ25年ほどしか経っておらず、現在の技術で生産されている太陽光発電の寿命についてはより長くなるとも考えられます。
一方で、30年以上太陽光発電を運用している実例もあります。京セラによって、1984年に千葉県佐倉市に設立された佐倉ソーラーエネルギーセンターでの多結晶シリコン太陽電池モジュールは、現在も稼働中です(2019年12月時点)。今後、太陽光発電そのものの性能と定期的な手入れによって、寿命はますます長くなると見られます。
太陽光発電の寿命を長くするためには
太陽光発電は見た目に変化はなくても、長く使っていると経年劣化は進んでいきます。そのため、きちんとしたメンテナンスを行わないと、発電効率も次第に落ちていく可能性があります。
また、家電のように日常的に使うものではないため、不具合にすぐに気がつくことも難しいかと考えられます。また、専門的な知識や技術が必要なため、ご自身で太陽光発電のメンテナンスを行うことは不可能だと考えられます。
そのため、定期的に専門業者に点検をしてもらい、メンテナンスをしていただくことが重要です。点検の目安としては、1年に1度程度です。家庭用規模の太陽光発電については、点検が車検のように定められているわけではないため、一度設置すると放置してしまいがちかもしれません。しかし、太陽光発電の寿命を長く、また発電効率を高く保つためにも点検を定期的に行いましょう。
発電量監視システムについて
定期的な点検を行っていたとしても、日々太陽光発電がきちんと稼働しているか不安になる方もいらっしゃるのではないでしょうか？また、次の点検までに、不具合が発生してしまい、太陽光発電の稼働が停止してしまう可能性もあります。そこでオススメするのは、発電量監視システムです。このシステムでは、発電がどれくらい行われているかなどをリアルタイムで確認することができます。
また、発電量が減るなどの不具合が発生した際に、システム設置業者と太陽光発電施工業者に自動で連絡がいくシステムもあることが最大のメリットです。このシステムを利用することで予防策を事前に講じることにつながり、より安心して太陽光発電を利用することができます。
電気の利用方法
太陽光発電で発電した電気の利用方法は、次の2つに分けられます。まず一つ目は、発電した電気を自宅で使うことです。このことにより、電力会社から購入する電気を削減できることから電気代を節約することにつながります。二つ目は、余った電気を電力会社に売ることで、売電収入となります。どちらの利用方法も設置した太陽光発電でどのくらい発電できるかが大きく関係してきます。そのため、発電量は太陽光発電の経済的なメリットに直結します。
発電量と売電価格について
売電価格を算出するにあたり、まずは住宅用の太陽光発電のパネル容量について定義していきます。住宅の屋根のサイズにもよりますが、3〜4kWほどの容量を設置することができます。
次に、1kWのパネル容量で1年間発電した場合の売電価格について考えていきます。1年間での売電価格は、1kWに1年間の時間と、設備利用率、また販売価格をかけることで求めることができます。
ここで、設備利用率とは、発電量がフル稼働している場合と比較し、発電量の何パーセントを利用できるかを示す数値です。太陽光発電が24時間フル稼働している場合、設備利用率は100%になります。しかし、太陽光発電は夜間や曇り、雨の日にはあまり発電できないことから、設備利用率は100%になることは不可能です。そのため、過去4年の設備利用率の平均から経済産業省が推定値を定めています。2020年度の太陽光発電においての推定値は、17.2%とされています。
また、販売価格は、2020年度のFIT価格の住宅用太陽光発電において21円/kWhです。これは、近年の電気料金の動向を反映させ、設定されています。したがって、1年間での売電価格は次の通りになります。
１kW×24時間×365日×17.2％×21円＝約3.2万円
このことから、4kWのパネル容量がある場合は、1年間に約13万円の売電価格となります。また、2012年以降の1kwあたりのFIT価格の変化は次の通りです。
| FIT価格 | 1kWパネルの年間利益 | 調達期間 | |
|---|---|---|---|
| 2012年 | 42円 | 63,282円 | 10年間 |
| 2013年 | 38円 | 57,255円 | |
| 2014年 | 37円 | 55,749円 | |
| 2015年 | 33円 | 49,722円 | |
| 2016年 | 31円 | 46,708円 | |
| 2017年 | 28円 | 42,188円 | |
| 2018年 | 26円 | 39,175円 | |
| 2019年 | 24円 | 36,161円 | |
| 2020年 | 21円 | 31,641円 |
※2015-2019年は出力制御対応機器設置義務なしの価格となっております。
表にもありますように、FIT価格は2012年以降、年々下がっております。そして、2020年は1kwあたり21円と2012年の1kwあたり42円の半額になっております。しかし、太陽光発電設備の価格は低減しております。このことについては、次の初期費用の回収の項目にて見ていきます。
初期費用の回収について
太陽光発電設備の１kWあたりの価格は、近年下がる傾向にあります。経済産業省によりますと、2019年に新たに設置された太陽光発電設備費と工事費の平均値は、１kWあたり30.6万円です。これは前年と比べ、平均値が１kWあたり1.7万円下がっております。また、経済産業省によると、2012年から2019年の新築の太陽光発電を設備する費用平均値の推移は次の通りです。また、設備利用率を17.2％と設定した際の償却期間も一覧化しております。
| パネルの設置価格(1kWあたり) | 償却期間 | |
|---|---|---|
| 2012年 | 43.1万円 | 7年 |
| 2013年 | 39.1万円 | 7年 |
| 2014年 | 36.7万円 | 7年 |
| 2015年 | 36.1万円 | 7年 |
| 2016年 | 35.2万円 | 8年 |
| 2017年 | 34.7万円 | 8年 |
| 2018年 | 32.3万円 | 8年 |
| 2019年 | 30.6万円 | 8年 |
| 2020年 | 29.0万円 | 9年 |
2012年の1kwあたり43.1万円であることと比べますと、2020年には1kwあたり29.0万円と約3割価格が下がっております。次に、何年で初期費用を回収できるかについて考えていきます。先ほど計算した通り、1年間での売電価格は約3.2万円であるため、次の通りになります。
29万円÷約3.2万円=約9年
したがって、17年間の法定耐用年数のうち、初めの約9年で初期費用を回収することが可能であると考えられます。
卒FIT後の売電価格について
また、卒FIT後は、各電力会社が行なっている卒FIT後の電力買取サービスに売電することがお勧めです。ここではENEOS太陽光買取サービスと東京電力の買取サービスの東京での価格とFIT価格と比較します。
| FIT価格 | ENEOS | 東京電力 | |
|---|---|---|---|
| 1kWhあたりの価格 | 21円 | 11円 | 8.5円 |
以上のように、FIT価格はもっとも高く、また、東京電力よりもENEOSが1kWhあたり2.5円高いことがわかります。そのため、卒FIT後に売却する際には、ENEOS太陽光買取サービスがオススメのサービスです。また、ENEOS太陽光買取サービスの東京エリアでは11円/kWh において、1年間での売電価格を同様に計算すると次の通りになります。
１kW×24時間×365日×17.2％×11円＝約1.7万円
FITの際の価格からは半額ほどになってしまいますが、4kWのパネル容量がある場合には、1年間に約6.6万円の売電価格となります。
利益について
ここでは、以上のことを踏まえて、20年間利用した場合の売電価格や利益について考えていきます。FIT買取が10年間で終わることより、初めの10年間はFITの価格、またその後の10年間についてはENEOS太陽光買取サービスの買取価格で計算を行います。以上のことを踏まえて、2020年に太陽光発電を設置した場合において、１kWのパネル容量での20年間の売電価格の計算式は次の通りになります。
(１kW×24時間×365日×17.2％×21円×10年)+(１kW×24時間×365日×17.2％×11円×10年)=約48.2万円
したがって、20年間太陽光発電が稼働することで、１kWあたり約48.2万円の売電価格となります。以上の１kWあたりの売電による利益を表にすると、次の通りになります。
| １kWあたりの利益 | 累計 | |
|---|---|---|
| 1年目 | 31641円 | 31641円 |
| 2年目 | 31641円 | 63282円 |
| 3年目 | 31641円 | 94923円 |
| 4年目 | 31641円 | 126564円 |
| 5年目 | 31641円 | 158206円 |
| 6年目 | 31641円 | 189847円 |
| 7年目 | 31641円 | 221488円 |
| 8年目 | 31641円 | 253129円 |
| 9年目 | 31641円 | 284770円 |
| 10年目 | 31641円 | 316411円 |
| 11年目 | 16574円 | 332985円 |
| 12年目 | 16574円 | 349559円 |
| 13年目 | 16574円 | 366133円 |
| 14年目 | 16574円 | 382707円 |
| 15年目 | 16574円 | 399281円 |
| 16年目 | 16574円 | 415855円 |
| 17年目 | 16574円 | 432429円 |
| 18年目 | 16574円 | 449003円 |
| 19年目 | 16574円 | 465576円 |
| 20年目 | 16574円 | 482150円 |
そして、設置する太陽光発電の設備の価格によりますが、ここから設置費用の29万円を除くと１kWあたり約20万円の利益となります。
また、2012年のFIT価格で、20年間利用した場合の売電価格や利益についても同様に見ていきます。FIT買取が10年間で終わることより、初めの10年間はFITの価格、またその後の10年間についてはENEOS太陽光買取サービスの買取価格で計算を行います。また、設備利用率については、2020年度のものとなっております。以上のことを踏まえて、１kWのパネル容量での20年間の売電価格の計算式は次の通りになります。
(１kW×24時間×365日×17.2％×42円×10年)+(１kW×24時間×365日×17.2％×11円×10年)=約79.9万円
したがって、20年間太陽光発電が稼働することで、１kWあたり約80万円の売電収入となります。以上の１kWあたりの売電による収入を表にすると、次の通りになります。
| １kWあたりの利益 | 累計 | |
|---|---|---|
| 1年目 | 63282円 | 63282円 |
| 2年目 | 63282円 | 126564円 |
| 3年目 | 63282円 | 189847円 |
| 4年目 | 63282円 | 253129円 |
| 5年目 | 63282円 | 316411円 |
| 6年目 | 63282円 | 379693円 |
| 7年目 | 63282円 | 442976円 |
| 8年目 | 63282円 | 506258円 |
| 9年目 | 63282円 | 569540円 |
| 10年目 | 63282円 | 632822円 |
| 11年目 | 16574円 | 649396円 |
| 12年目 | 16574円 | 665970円 |
| 13年目 | 16574円 | 682544円 |
| 14年目 | 16574円 | 699118円 |
| 15年目 | 16574円 | 715692円 |
| 16年目 | 16574円 | 732266円 |
| 17年目 | 16574円 | 748840円 |
| 18年目 | 16574円 | 765414円 |
| 19年目 | 16574円 | 781988円 |
| 20年目 | 16574円 | 798562円 |
したがって、2012年に太陽光発電を購入した場合、設置費用が1kwあたり43.1万円程度なので、約35万円の利益となります。パネルの価格も下がっていますが、FIT価格の低減により、売電収入も同様に下がっており、結果として採算性は低くなっている状況です。しかし、パネル自体が安価になっているため、少ない予算でも比較的手軽に導入しやすくなっていると言えます。
また、今回は発電した電力を全て売却する場合の収入について求めました。しかし、電気代削減として自家消費することが、長期的に見るとよりお勧めです。その理由としては、電気代の単価は1kWh20〜30円ほどであり、売電価格よりも高くなることからです。このように、太陽光発電は環境に優しい発電方法であるとともに、設置することでの電気代削減や売電収入などのメリットも大きいことがわかります。
太陽光発電の法定耐用年数
太陽光発電には、法定耐用年数が定められています。太陽光発電は、固定資産の資産価値が年々下がっていく、つまり減価償却していく減価償却資産とされています。そして法定耐用年数は、税法上の耐用年数として設定されています。太陽光発電の場合の法定耐用年数は、1７年です。
法定耐用年数が定められているのは、太陽光発電は購入後数年で資産価値がなくなるものではないからです。そのため、法定耐用年数まで毎年少しずつ資産価値が減っていくとし、その毎年下がった資産価値を経費として計上するという考え方にされています。この考え方は、会計上の手続きである減価償却と呼ばれています。
つまり、太陽光発電の資産価値は、毎年同じ価格の設備費用を減価償却費として計上します。費用を実際に支払うのは購入時のみであり、2年目以降は支払いを行うわけではありませんが、会計上は17年間経費として計上するという扱いになります。また、減価償却を行うことで、17年間経費として計上され、利益がその分小さくなることから節税にもつながります。
減価償却について
減価償却の方法には、定額法と定率法があります。まず、定額法は毎年同額を減価償却費とする方法です。一方で定率法は一定の割合を減価償却費とする方法です。また、定率法について償却率は11.8%ですが、この割合では耐用年数では償却が完了しません。そのため、未償却残高が保証額を下回ってからは改定償却率を用います。
定額法について
まず、1つ目の定額法の場合の、減価償却の計算を考えていきます。太陽光発電設備費用を、平均値の１kWあたり30万円として仮定して考えていきます。定額法では、毎年同額の減価償却費となり、17年間の減価償却は次の通りになります。
| 未償却残高 | 減価償却費 | |
|---|---|---|
| 1年目 | 300000 | 17647 |
| 2年目 | 282353 | 17647 |
| 3年目 | 264706 | 17647 |
| 4年目 | 247059 | 17647 |
| 5年目 | 229412 | 17647 |
| 6年目 | 211765 | 17647 |
| 7年目 | 194118 | 17647 |
| 8年目 | 176471 | 17647 |
| 9年目 | 158824 | 17647 |
| 10年目 | 141177 | 17647 |
| 11年目 | 123530 | 17647 |
| 12年目 | 105883 | 17647 |
| 13年目 | 88236 | 17647 |
| 14年目 | 70589 | 17647 |
| 15年目 | 52942 | 17647 |
| 16年目 | 35295 | 17647 |
| 17年目 | 17648 | 17647 |
定率法について
次に、2つ目の定率法の場合の、減価償却の計算を考えていきます。先ほどと同様に、設備費用を平均値の１kWあたり30万円として仮定して考えていきます。また、「耐用年数省令別表十」によって、太陽光発電設備の減価償却率は11.8%と定められています。1年目は設備費用に償却率をかけたものが減価償却費になります。また、2年目以降は未償却残高に償却率にかけたものとなります。
| 未償却残高 | 償却率 | 減価償却費 | |
|---|---|---|---|
| 1年目 | 300000 | 11.8% | 35400 |
| 2年目 | 264600 | 11.8% | 31223 |
| 3年目 | 233377 | 11.8% | 27539 |
| 4年目 | 205839 | 11.8% | 24289 |
| 5年目 | 181550 | 11.8% | 21423 |
| 6年目 | 160127 | 11.8% | 18895 |
| 7年目 | 141232 | 11.8% | 16665 |
| 8年目 | 124567 | 11.8% | 14699 |
| 9年目 | 109868 | 11.8% | 12964 |
また、定率法では、減価償却費が保証額を下回った場合、償却率が変更になります。保証額は太陽光発電設備費と保証率をかけたものであり、保証率は4.038%です。１kWあたり30万円の太陽光発電設備の場合の保証額は次の通りになります。
30万円×4.038%=12114円
今回の場合、9年目の減価償却費が12964円であり、翌年から減価償却費が保証額を下回ります。そのため、10年目以降は償却率が12.5%となり、毎年同額の減価償却費になります。以上のことを踏まえて、17年間の減価償却費は次の通りになります。
| 未償却残高 | 償却率 | 減価償却費 | |
|---|---|---|---|
| 1年目 | 300000 | 11.8% | 35400 |
| 2年目 | 264600 | 11.8% | 31223 |
| 3年目 | 233377 | 11.8% | 27539 |
| 4年目 | 205839 | 11.8% | 24289 |
| 5年目 | 181550 | 11.8% | 21423 |
| 6年目 | 160127 | 11.8% | 18895 |
| 7年目 | 141232 | 11.8% | 16665 |
| 8年目 | 124567 | 11.8% | 14699 |
| 9年目 | 109868 | 11.8% | 12964 |
| 10年目 | 96903 | 12.5% | 12113 |
| 11年目 | 84790 | 12.5% | 12113 |
| 12年目 | 72677 | 12.5% | 12113 |
| 13年目 | 60565 | 12.5% | 12113 |
| 14年目 | 48452 | 12.5% | 12113 |
| 15年目 | 36339 | 12.5% | 12113 |
| 16年目 | 24226 | 12.5% | 12113 |
| 17年目 | 12113 | 12.5% | 12113 |
定額法と定率法のメリット・デメリットについて
定額法のメリットとしては、経費の計算が容易であることですが、初年度に節税効果が小さいことがデメリットです。また、定率法のメリットは初年度に節税効果が期待できることであり、デメリットは、設備投資のタイミングが難しいことです。それは、節税効果を最大限にするためには、売り上げの多い年度に購入する必要があるからです。このように、どちらの方法にもメリットやデメリットがあるため、目的に沿った方法を選ぶことをお勧めします。
FIT制度との関連性
FIT制度とは「住宅用の太陽光発電などの再生可能エネルギーで作られた電力を国が定めた価格で電力会社などが一定期間買い取る」というルールを定めた『固定価格買取制度（以下、FIT制度）』という支援制度のことです。この『FIT制度』の前身として、住宅用太陽光発電等による余剰電力を『10年間』、固定価格で買い取る『余剰電力買取制度』が2009年11月から開始されました。太陽光発電の普及のために、余剰電力は高値で売電でき、太陽光発電設備の導入費用を早く回収できる仕組みとなっています。
卒FITとは
FITは、先述の通り10～20年間は高値での売電が保証されています。しかし、住宅用太陽光発電では、制度が開始した2009年から10年後の2019年11月より、買取期間の保証が終了する家庭が順次でてきます。FITの売電制度を利用しないこと、これが卒FITです。家庭用太陽光発電(10kW未満)に関しましては、大手電力会社は概ね余剰電力の買取を7〜8円/kWhとして設定しています。
卒FIT後はどうしたらいいのか
１．家庭用蓄電池を導入して自家消費にする
国としても推奨している方法が家庭用蓄電池の導入であり、これによって電気を自家消費することです。卒FITにあたり、家庭用蓄電池は卒FIT対象者、そして停電対策にもっとも注目されています。導入費用も年々下がっており、地方自治体から補助金が支給される地域もあります。また電力会社の料金プランには、夜間、深夜に昼間よりも単価が安く設定されているプランがあります。こうしたプランと契約し、電気代の安い夜間に蓄電池に電気を貯めておき、昼間は蓄電池の電気を使用することで、電気代を削減することできます。非常時には非常用電源としての役割も果たしてくれます。
２．電力会社の卒FIT買取プランの利用
各電力会社が卒FIT買取サービスを提供しています。ただし、買取価格はFIT価格のように高値ではありませんが、7円〜11円程度となっています。各社がプランを随時更新していますので、定期的に確認をしましょう。なお、新電力へ売電するとよりお得に売電することができます。(卒FIT後の買取プラン一覧)
まとめ
太陽光発電の寿命や発電量、売電による利益と卒FITについて記載してきました。太陽光発電は初期費用がある程度かかりますが、近年設備費用も低減していることやFIT制度により売電価格が決められていることにより、導入しやすくなっているのではと考えられます。また、長期的に見ると、電気代の節約や売電による利益となります。
環境にも優しいエネルギーであり、導入することでのメリットは多くあります。そして、卒FIT後もENEOS太陽光買取サービスなどを利用することで、売電収入が得られます。このページが、太陽光発電導入の一助になりますと幸いです。
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