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太陽光発電量を増やす「スーパー過積載」とは?その効果を徹底検証!

太陽光投資でより効率的な設備設計をしようと検討を進めると、過積載やスーパー過積載という言葉にたどり着きます。実はスーパー過積載にすれば、太陽光発電の稼働率の大幅な向上を見込めるのです。


本記事では、スーパー過積載がどういったもので、どのような効果があるのかを解説していきます。

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1.スーパー過積載とは?

「スーパー過積載」とは、過積載を超えた過積載という意味です。

では、過積載とはなんでしょう。みなさんは、自信を持って説明ができるでしょうか。過積載を正しく理解していなければ、スーパー過積載を理解することは難しいでしょう。

そこで、まずは過積載の解説から始めていきます。

(1)過積載は低圧のまま発電量アップを見込めるテクニック

「過積載」とは、パワーコンディショナの総容量以上の太陽光パネルを搭載することをいいます。

つまり、以下のように太陽光パネル総出力 > パワーコンディショナ総容量という状態になります。

パネル

ではなぜ、過積載をする必要があるのでしょうか。それは、50kW未満の低圧のまま発電量を増やすことができるからです。

50kW以上の高圧になると、キュービクルと言われる電気設備や手続きを追加で行う必要があります。そのため、個人で太陽光投資を行う上においては、そのようなコストや手間が増える高圧よりも、低圧で始めたいというニーズが強いのです。

つまり、低圧のまま最大限発電量を増やすためのテクニックが過積載です。

ここで、次のような疑問が出てくるかもしれません。太陽光パネルの総容量が50kWを超えているのに、高圧にならないのか?

実は太陽光発電システムの容量というのは、太陽光パネルの総出力とパワーコンディショナの総容量のいずれか低い方と決まっています。そのためパワーコンディショナの総容量が50kW以下であれば、太陽光パネルの総出力が50kWを超えたとしても、パワーコンディショナの総容量が採用されるため低圧の扱いになるのです。

また、過積載はパワーコンディショナの台数を抑えることができるので、初期コストを低減できるという効果もあります。

(2)スーパー過積載とは過積載率が150%を超えたもの

スーパー過積載とは、一般的な過積載以上に過積載率が高いものをいいます。過積載率が何%になったらスーパー過積載となるという明確な基準があるわけではありませんが、おおむね過積載率が150%を超えるとスーパー過積載といわれることが多いようです。

つまり、太陽光パネルの総出力が75kWを超えてきたあたりから、スーパー過積載といえるでしょう。数年前まで過積載率は120%程度でしたが、最近では過積載率が200%を超えるスーパー過積載の案件も出てきているようです。

これは、過積載の事例が増えてきたことが影響しています。過積載の実績から、より過積載率を大きくしても問題ないと徐々にわかってきたことで、スーパー過積載の事例が増えてきていると思われます。

スーパー過積載によって得られる最も大きい効果は、発電量の増加です。

以下のグラフは、1日における時間経過に合わせた発電量の変化を表したものです。スーパー過積載は、過積載なしと比べて大きく発電量が増えることがわかります。

グラフ

2.スーパー過積載で発電量はどれだけ増える?

スーパー過積載にすると、実際にはどの程度発電量が増えるのでしょうか。例を用いて、スーパー過積載の効果をシミュレーションしていきます。

(1)通常積載時よりも年間発電量57%アップ

以下のような条件で、シミュレーションを行っていきましょう。パワーコンディショナの総容量は変えずに、太陽光パネルの総出力だけが多くなります。

【シミュレーション条件①通常積載】

  • パワーコンディショナ総容量:49.5 kW
  • 太陽光パネル総出力
    • 過積載率100%:49.5 kW

【シミュレーション条件②スーパー過積載】

  • パワーコンディショナ総容量:49.5kW
  • 太陽光パネル総出力
    • 過積載率150%:74.25 kW
    • 過積載率175%:86.625 kW
    • 過積載率200%:99 kW

年間発電量の計算方法は、太陽光発電協会JPEAのQ&Aからパネル総容量の1000倍という目安がありますので、これを採用します。そうすると、年間発電量は以下のように算出することができます。

  • 通常積載(100%)     : 49,500 kWh
  • スーパー過積載150%  : 74,250 kWh
  • スーパー過積載175%  : 86,625 kWh
  • スーパー過積載200%  : 99,000 kWh

つまり、スーパー過積載にすることで、年間発電量が約1.5倍〜2倍もアップする効果があるとわかります。

また、年間の売電収入は2018年度の買取価格18円で計算すると、以下のようになります。

  • 通常積載(100%)     : 89 万円
  • スーパー過積載150%  : 134 万円
  • スーパー過積載175%  : 156 万円
  • スーパー過積載200%  : 178 万円

売電収入で見ると、年間で約40万円〜90万円アップしています。FITの買取期間20年間に換算すると、800万円〜1800万円も違いが出てきます。

関連記事:2019年の売電価格は14円!いまから太陽光投資を始めて儲かる?

3.スーパー過積載に費用対効果はあるのか?

スーパー過積載にすることで、年間発電量、そして売電収入が増えることはわかりました。

しかし、投資目線で収益化できているかは収入だけではわかりません。費用も含めた算出をしてはじめて、実際に利益が出ているかどうかわかります。

そこで、スーパー過積載にするためにはどの程度の追加費用が発生するのか、そしてそのときにどれだけの利益が出るのかを検証していきます。

(1)150%のスーパー過積載で初期費用は660万円増える

スーパー過積載によって発生する追加費用を算出するために、まず50kW低圧太陽光発電の初期費用がどの程度かかるかを把握していきましょう。

以下のグラフは、経済産業省の調達価格等算定委員会で調査された、10kW以上の産業用太陽光のkW別・用途別の初期費用です。コスト

 

事業用太陽光発電の規模別のコスト動向(出所:経産省「平成31年度以降の調達価格等に関する意見」

このグラフから分かるように、低圧ぎりぎりの50kWの初期費用は合計31.6万円/kWとわかります。

例えば、先ほどシミュレーションを行った49.5kWの案件であれば、約1,564万円が初期費用としてかかるということになります。また機器別に見ると、49.5kW分のパネル費用は747.45万円、パワーコンディショナ費用は198万円とわかります。

50kW低圧における機器別の費用がわかったところで、次に過積載によって追加となる費用を算出していきます。過積載による追加費用は、太陽光パネルの総出力が増えること。つまり、太陽光パネルの枚数が増えることによって追加になる部材・工事の費用です。

この費用の内訳においては、パワコン(パワーコンディショナ)と接続費を除いた、パネル、架台、その他の機器、工事費、土地造成費です。

したがって、項目5つのkW単価の合計額と49.5kWから増えるkW数を掛けたものが、追加費用になります。パワーコンディショナと接続費の2項目を追加費用としないのは、太陽光パネルの枚数が増えても機器数や工数の増加がないためです。

追加費用となる項目5つのkW単価の合計額は、29.2万円です。ここに値引きが適用され、26.7万円となります。(追加項目にかかる値引きは、値引きなしの合計kW単価34.5万円と、5つの項目の合計29.2万円の比率から、2.5万円とします)

過積載率150%のスーパー過積載のとき、追加となるkW数は以下のとおりです。

「74.25kW – 49.5kW = 24.75kW」

つまり、追加費用は約660万円と計算できます。(26.7万円 × 24.75kW ≒ 661万円)

売電収入は年間104万円、20年間で2,080万円増えるので、スーパー過積載によって増える利益は1,420万円になることがわかります。実際には、太陽光パネルの劣化やメンテナンス費用を考えると利益は若干減ることになりますが、それでもスーパー過積載の効果は十分といえるでしょう。

(2)過積載率が上がるほど利益も大きくなる

過積載率が上がることで本当に費用対効果があるのか、かかる費用に対するリターンがどれだけ増えるのかを比較・検証してみましょう。

以下の表が、過積載率別の利益額をまとめたものです。売電収入、利益ともに20年間分で算出しています。

過積載 / 過積載率 kW 売電収入 初期費用 利益
過積載なし 100%

49.5kW

1,780万円

1,564万円

216万円

過積載 125%

61.875kW

2,230万円

1,894万円

336万円

スーパー

過積載

150%

74.25kW

2,680万円

2,224万円

456万円

175%

86.625kW

3,120万円

2,555万円

565万円

200%

99kW

3,560万円

2,886万円

674万円

上記のように、過積載なしと比べると利益額は数百万円レベルで増えることがわかります。200%のスーパー過積載にいたっては、利益額は3倍にもなっています。スーパー過積載の効果の大きさが、如実に現れていますね。

過積載率が高くなるほど初期費用が高くなりますが、その分売電収入も多くなるので、利益額が大きくなっていることがわかります。

今回は、2018年度の買取価格と導入費用を元に換算した結果です。2019年度になると買取価格が下がりますが、同時に導入費用も下がりますので、この利益額からは大きくはずれることはないでしょう。

4.スーパー過積載の注意点

スーパー過積載は太陽光投資の利益額を大幅に増やしてくれる、非常に頼もしいテクニックです。しかしながら、先ほど述べた過積載率の上昇に伴う初期費用の増加には注意しなければなりません。

また、それ以外にもスーパー過積載を行う上で注意すべき点があります。過積載ならではの注意点を押さえて、最適な形で運用を行っていきましょう。

(1)発電ピーク時に発電量がカットされることを理解する

冒頭で、過積載は太陽光パネルの総出力>パワーコンディショナの総容量という状態になると解説しました。

この解説を見たときに、次のような疑問を感じた方もいたかもしれません。

パワーコンディショナの容量より太陽光パネルの出力が大きくなると、発電した電気が多すぎてパワーコンディショナで出力しきれないのではないか?

とても鋭い疑問です。実際に、その答えはYESです。

つまり、パワーコンディショナの容量以上に発電した電気は捨てることになります。太陽光パネルでいくら発電しようが、売電できる上限値はパワーコンディショナの容量で決まるのです。

このような現象は、主に発電量がピークを迎えるタイミング、季節であれば4月や5月。1日の時間帯では、昼間に起こります。発電のピーク時に発電量カットが発生するため、「ピークカット」といわれています。

以下のグラフをご覧ください。

ピークカット

これは、1日の時間帯ごとの発電量と、発生するピークカットを表したものです。

ピークカットは、当然のことながら過積載率が高くなるほど大きくなっていることがわかります。このピークカットによってロスする発電量の割合、つまりピークカット率はおおむね3%〜10%と言われています。

もちろん過積載率が高いほど、ピークカット率は高くなるでしょう。ただ、ピークカット率は上記のようにそこまで高くないので、ピークカットによる発電ロスよりも過積載による発電量アップの効果が大きくなります。そのため、結果的には過積載ないしはスーパー過積載をするほうがお得になります。

(2)パワーコンディショナのメーカー保証の範囲を確認する

パワーコンディショナには、基本的にメーカー保証が付帯されています。実は、このメーカー保証の条件に、過積載率の上限を定めているメーカーがあるのです。

仮に、メーカー保証の条件にある上限値よりも高い過積載率で設備設計をしていれば、保証期間内の故障やトラブルがあったとしても、メーカー保証が適用されなります。特にスーパー過積載は、一般的な過積載率よりも高い設定になりますので、注意が必要です。

そのため、あらかじめメーカー保証の条件を確認し、過積載率の許容範囲の広いメーカーのパワーコンディショナを選定したり、過積載の許容範囲を超えたりしないような設備設計をしましょう。

(3)設置済み設備への増設はNG

スーパー過積載は、これから太陽光投資を始める方だけでなく、すでに太陽光発電の設備をお持ちの方の目にも魅力的に映るものだと思います。

しかしながら、設置済み設備へ増設することは改正FIT法でペナルティが設けられています。その条件は、「3kW未満かつ3%未満」の範囲に収まらない増設であること。そしてペナルティは、買取価格の変更です。

10kW以上2MW未満の太陽光発電設備におけるペナルティは、増設したときの最新の買取価格への変更です。例えば、2012年度の買取価格40円が適用されている設備を、2018年度に増設をしたとします。

すると、もともと増設前に設置していた設備も合わせた全設備の買取価格が、2018年度の18円に変更されます。スーパー過積載で容量が倍に増えても、買取価格が40円から18円と半額以下になれば収益はマイナスになってしまうのです。

さらに、破損パネルの交換による出力の増減も対象となります。過積載の追加費用を考えても採算性が見合わないため、設置済み設備のパネル交換や増設を検討されている方は慎重に進めるべきです。

また設備をお持ちでなくても、すでに事業計画認定を取得している方が増設すると、同様にペナルティの対象となるため注意が必要です。

5.スーパー過積載でより効率的な太陽光投資を

スーパー過積載とは、過積載率が150%を超える過積載のことで、低圧のまま太陽光パネルの総出力だけ増やせる発電量増加のテクニックでした。過積載率200%のスーパー過積載ともなれば、過積載をしない場合と比べて発電量は2倍、利益額は3倍もの差がつきます。

ただ、初期費用が増えること、そしてピークカットやメーカー保証には注意が必要です。ご自身の投資方針と照らし合わせ、初期費用に無理がない範囲内でスーパー過積載を適用させることで、効率的な太陽光投資を実現しましょう。

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著者 今野 彰久

スマートエネルギー事業部の部長です。
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