売電収入に直結する？太陽光パネルの「種類」による劣化率の違い

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１．太陽光パネルの種類について

太陽光パネルの劣化について説明する前に、太陽光パネルの種類を簡単に理解しておきましょう。現在、実際に投資用として普及している太陽光パネルは、大きく2種類に分類されます。

シリコン系
化合物系

このうち「シリコン系」は、その中でも「結晶系」と「非結晶系」に分けられます。「結晶系」は「非結晶系」に比べて、気温の温度上昇による発電ロスが大きいというデメリットがあります。

しかし、「非結晶系」よりもエネルギー変換効率が高いため、投資物件向きのパネルとして現在広く普及しているタイプです。一方「化合物系」は、電池の素材に多様かつ特殊な化合物を材料として用いており「シリコン系」の太陽光パネルに比べ、高い変換効率を発揮する高性能パネルです。

ただし、非常に高価なため、今のところ投資物件用としての採用率が低いことも事実。とはいえ、電力会社による固定買取価格が下がり続けていることも手伝ってか、変換効率が高い「化合物系」の太陽光パネルへの注目度が高まっています。

そのため、パネルメーカーによる生産性改善の動きが強まってきているようです。従って、近い将来「化合物系」パネルの低価格化が進み、投資物件向けパネルの主流となることが予想されます。

２．太陽光パネルが劣化しやすい部分と原因について

年中、タフな環境の下で休まず稼動しながら発電を続ける太陽光パネル。経年劣化があるのも当然だと理解できますが、実際に太陽光パネルのどの部分が劣化しやすいのでしょうか。

また、劣化が進む原因とは何なのか見ていきましょう。

（１）紫外線による太陽光パネル保護材の劣化

太陽光発電とは、発電素子である「セル（半導体）」が太陽エネルギーを電力に変換する仕組みになっています。

「セル」を湿気や高温そして衝撃から守るため、封止材の「EVA（エバ）」やパネル裏側の「バックシート」、そして表面の「強化ガラス」が用いられています。ですが、紫外線を浴び続けるうちに、これらの保護材が変質して劣化が始まるのです。

劣化が進むにつれ、パネルの内部に水が浸入しやすくなってしまい、水と封止材の「EVA（エバ）」が接触すると化学反応によって「酢酸ガス」が発生します。発生した「酢酸ガス」は「セル」の電極や配線を腐食させ、結果として発電特性が低下することになるのです。

保護材の変質は紫外線だけでなく、温度変化によっても生じることが分かっています。四季によって温度変化が著しい日本の環境下ならではの悩ましい現象です。

（２）自然現象がおよぼす太陽光パネルへのストレス

温度変化による保護材の劣化に加えて、雪や台風などの自然現象が太陽光パネルに与えるストレスも、劣化の要因のひとつとして挙げられます。

太陽光パネルは、架台レールに金具で固定されています。しかし架台の構造上、固定位置が限定されているため積雪や強風によるストレスを受けやすく、結果として保護材の変形や破損を招いてしまいます。

肉眼では確認できないごく小さな変形や破損でも、次第に劣化が進むにつれてパネルの内部に水が侵入することになります。

３．太陽光パネルの種類による劣化率の違い

特定国立研究開発法人「産業技術総合研究所（略称：産総研）」の研究結果によると、太陽光パネルを構成するモジュールの種類によって、経年劣化率が異なることが分かりました。

上の表を見てもらうと分かるように「化合物系」の太陽光パネルの劣化率が断トツで低く、「結晶系」においては、「ヘテロ接合（HIT）」の太陽光パネルに軍配があがっています。

しかし、HIT太陽光パネルは製造工程がかなり複雑なため、他の種類のパネルと比べ価格が高いという難点があります。

上記のデータを参考に、仕入れコストや経年劣化率などを総合して判断するなら、投資物件に用いる太陽光パネルに相応しい太陽光パネルは「シリコン系」の「多結晶」と言えるでしょう。

４．劣化を続ける太陽光パネルの寿命は何年間なの？

劣化すること自体は、機械設備なのだから仕方がないと思いつつも、投資家としては「では実際の話、太陽光パネルの寿命ってどれくらいの年数なの？」と心配になりますよね。

そこで、ここでは太陽光パネルの寿命について見ていきたいと思います。

（１）法定耐用年数は太陽光パネルの寿命ではない

太陽光パネルの寿命についてネット検索などを使って調べた際に、「法定耐用年数」という用語を目にした方がいらっしゃるかも知れません。

結論から言うと、この「法定耐用年数」は実際の太陽光パネルの寿命とは別のものです。「法定耐用年数」とは、太陽光発電を事業として行う場合、税申告に必要な「減価償却率」を求める際に必要となる耐用年数です。

ちなみに、10kW以上の太陽光発電設備においては、適用される「法定耐用年数」が17年と定められています。

（２）長期間運用されている太陽光パネルの事例

刻々と劣化し続ける太陽光パネルの寿命について、確固たる寿命年数が公表されているデータはありません。ですが、パネルメーカーによる20年～25年という出力保証を付けているところを見て察するならば、優に30年は製品としての寿命はあると考えて良いかも知れません。

そもそも太陽電池とは設計上、半導体の特性を利用して発電するものなので寿命は半永久的なのです。

2012年に経産省が固定買取制度をスタートしてから7年足らず。そのため、パネルの寿命を知る上での実績には事足りませんが、今のところ太陽光パネルの劣化によって発電がストップしたという事例は報告されていません。

①すでに30年以上も稼働している太陽光発電所がある

これを実証するように、買取制度とは関係なく約30年以上も前から発電を開始して、今もなお現役で稼動している太陽光パネルがあります。

千葉県佐倉市にある「佐倉ソーラーエネルギーセンター」は、国産パネルメーカーの京セラが太陽光発電の魅力を知ってもらおうと、PR用として1984年8月から稼働をスタートさせた出力43kWの低圧発電所です。

発電開始から今年で35年を迎えますが、何ら問題なく発電しているようです。

（３）条件次第では太陽光パネルの寿命は30年！それ以上も

太陽光発電の歴史はまだ浅く、パネル寿命に関するデータがないので予想の域を出ません。ですが、パネルメーカーによる20年以上の出力保証や太陽電池の特性、そして35年もの長期間ずっと運転を続けている「佐倉ソーラーエネルギーセンター」の事例を見る限り、太陽光パネルの寿命は30年以上と結論づけても問題ないと思われます。

ただし、施工の方法や用地の条件によって劣化の進み具合が変わりますので、そこは注意が必要です。

（４）シミュレーション時の発電量低下率は何％に設定する？

太陽光投資を検討している方は、お目当ての太陽光物件を購入する前に、必ず20年間の収支シミュレーションを作成するかと思います。その際は、経年劣化による発電量の低下を前提にシミュレーションしなければなりません。

では、年々どの程度の発電量低下を見込んでシミュレートしたら良いのでしょうか。一般的には産総研が示した経年劣化率を参考に、単結晶パネルであれば年0.7％ずつ、多結晶であれば年0.5％ずつの低下率を見込んでシミュレーションを作成するケースが多いようです。

しかし、聞くところによると、単結晶・多結晶に関係なく、年1％の低下率でシミュレーションを作成して融資元である金融機関に提出する投資家も相当数いるとのこと。年1％で低下率を見込んでおけば、それ以上に発電量が低下する可能性は低く、また自然環境に左右されやすい場所で事業を行う場合は、安全策の意味も含めて試算するとのことです。