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50kW太陽光発電の収入は?収入シミュレーションから費用対効果まで算出

太陽光投資を調べていると、「50kW」というワードをよく目にすると思います。また、太陽光発電の案件を検索してみても、49.5kWや48kWなど50kWぎりぎりの案件が多いことに気づきます。


では、50kWの太陽光発電を導入するとどれだけ儲けられるのか、非常に気になりますよね。


そこで本記事では、50kWでどの程度の収入が得られるのか、実際に収入シミュレーションを交えながら解説していきたいと思います。

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1.なぜ太陽光発電の容量は50kWで区切られるのか?

疑問

容量が50kWで区切られることが多いですが、一体システム容量50kWとはどのような基準なのでしょうか。

それは、発電所の区分が変わる基準なのです。太陽光発電も、システム容量によって法律上の発電所区分が変わります。

この章では、発電所区分がどういった基準で変わるのか、そして区分が変わるとどのような影響があるのかを解析していきます。

(1)太陽光発電は50kWを超えると発電所区分が変わる

すべての発電所・発電設備は、電気事業法という法律で発電所規模に応じた区分が定められています。発電所規模が大きくなるにつれて危険性も高まるので、より安全な運用をするべくルールが設定されているのです。

太陽光発電では、発電所規模をシステム容量で判断しており、その1つの基準が50kWです。システム容量が50kW未満の発電設備は小出力発電所に位置づけられ、電気事業法上は一般用電気工作物という扱いとなります。一般的には「低圧」と呼ばれます。

一方で、システム容量が50kW以上の発電設備は電気工作物に位置づけられ、電気事業法上は自家用電気工作物という扱いとなります。一般的には「高圧」と呼ばれます。

(2)高圧は追加の費用と手続きが発生

では、50kW未満の低圧から50kW以上の高圧に変わることで、どのような影響があるのでしょうか。

それは、低圧では必要のなかった費用と手続きが追加で発生することです。高圧の太陽光発電設備には、経済産業省令の技術基準に適合させて発電設備を安全に維持・運営していく義務が生じます。

そのために定められている、設備や契約、手続きをまとめると以下のとおりです。

  • キュービクル(高圧受電用設備)の設置
  • 高圧連系用プランを電力会社と契約
  • 電気主任技術者を専任して届出を提出
  • 設備の保安規定を定めて提出
  • 第一種もしくは認定電気工事従事者による工事

費用面では、キュービクルという高圧受電用設備が数百万円と非常に高額です。そのため、高圧にするのであれば少なくとも200〜300kW以上の設備規模にしなければ、スケールメリットを得られません。

仮に50kWから容量を増やし、高圧にして売電収入が年間10万円増えたとしても、キュービクル費用が数百万円かかれば、得られる収益は最悪の場合マイナスになってしまいます。また、高圧連系用の契約と電気主任技術者の専任でも月額費用が発生します。さらに、手続き上も高圧連系や専任電気主任技術者と保安規定の提出が必要になり、低圧よりも手間がかかるのです。

この2点から、個人で行う太陽光投資では50kW低圧が主流になっています。

関連記事:徹底解説!50kWの太陽光発電に必要な面積はどのくらい?

2.年間発電量を計算すると売電収入がわかる

実際に50kWの太陽光発電で、どの程度の売電収入を得られるかを計算していきます。まずは、売電収入の計算方法から解説を始めていきたいと思います。

売電収入の計算方法は、以下のとおりです。

「売電収入 = 年間発電量 × 売電価格」

売電価格は、太陽光発電を設置する年度で決まります。そのため、売電収入を求めるためには年間発電量がわかればよいのです。

(1)年間発電量の計算方法は2通りある

年間発電量を求めるための計算方法は、以下の2通りがあります。

  1. システム容量を1000倍する
  2. システム容量に日射量を積算する

①は、単純にシステム容量を1000倍するだけなのであくまで目安ですが、簡単におおよその年間発電量を把握できます。太陽光発電協会JPEAのQ&Aから、パネル総容量の1000倍という目安が示されています。

例えば、システム容量50kWの太陽光発電であれば、年間発電量50,00kWhということになります。

②は、「MONSOLA」というシミュレーションソフトを使って算出した日射量に、システム容量を積算して年間発電量を求める計算方法です。

「MONSOLA」は、NEDOという国の再生可能エネルギー研究機関が制作したもので、太陽光パネルメーカーの発電シミュレーションにも使われているソフトです。過去数十年分のデータから、シミュレーションしてくれるので非常に精度の高い計算ができます。該当ページにアクセスして、エリアやアレイ傾斜角度・設置方位などの詳細条件を設定することで、日射量を算出してくれます。

①、②以外にも、業者に依頼して発電シミュレーションを提示してもらうという方法もあります。すでに見積り等を取得されている方は、そちらを利用しても良いでしょう。

(2)損失係数で発電ロスも考慮しよう

年間発電量を計算する中で、注意しなければならないのが発電ロスです。

発電ロスに繋がる要素は、以下のようなモノがあります。

  • パネル表面温度上昇による発電効率の低下
  • パワーコンディショナーでの変換ロス
  • ケーブル等での送電ロス
  • パネル表面の汚れ等による発電ロス

発電ロスを年間発電量に反映させるには、損失係数を積算する必要があります。

損失係数は、設置環境や使用する機器によって変わりますが、一般的には80%〜85%という値を目安として使うことが多いです。①の場合は、控えめな算出しているため劣化による出力低下を考慮する必要はありません。

一方で、②のように日射量から発電量を算出している場合は考慮しなければなりません。

(3)太陽光パネルの劣化による出力低下にも注意

年間発電量を計算する中で、注意しなければいけないのが太陽光パネルの劣化による出力低下です。太陽光パネルはさまざまな実績から、経年劣化によって毎年0.2%〜0.5%程度の出力低下をしていることがわかっています。

このため、パネルメーカーも20年80%以上という出力保証をつけてるのです。仮に年0.5%の出力低下すると、20年で10%の出力低下、つまり当初の90%まで発電量が落ちることになります。

上記の損失係数と同様に、②の場合は考慮しておく必要があります。

3.50kWの太陽光投資を想定した売電収入シミュレーション

実際に例を出して、売電収入のシミュレーションをしてみます。シミュレーションの基本条件は以下の通りとします。

  • システム容量:49.5kW
  • 損失係数:82.5%
  • 太陽光パネルの出力低下:年0.35%
  • 買取価格:18円(+税)※2018年度の売電価格

少し条件を変えて、2パターンのシミュレーションを行ってみましょう。

(1)パターン1:太陽光発電に適した条件

  • 設置エリア:宮崎県宮崎
  • アレイ傾斜角度:30°
  • 設置方位:真南

上記の条件を使って「MONSOLA」でシミュレーションすると、以下のグラフが出てきます。年平均の1日の日射量は、4.36kWh/㎡とわかりました。

つまり年間の発電量は、以下のように計算できます。

グラフ

システム容量49.5kW × 日射量4.36kWh/㎡ × 損失係数82.5% ×365日≒ 年間発電量65,000kWh

計算方法①で算出すると49,500kWhとなるので、やはり①は若干控えめな計算になっていることがわかります。このとき、太陽光パネルの出力低下0.35%を考慮すると、20年間の売電収入は以下の表のようになります。

年間発電量 売電収入
1年目

64,989kWh

117万円

2年目

64,761kWh

116.6万円

20年目

60,667kWh

109.2万円

合計

1,256,558kWh

2,262万円

20年間で、2,262万円(+税)の売電収入となります。

(2)パターン2:1よりも悪い条件

  • 設置エリア:茨城県北茨城
  • アレイ傾斜角度:30°
  • 設置方位:南東

エリアを宮崎よりも緯度が高く日射量が少なくなる茨城にして、設置条件を悪くしてみました。

この条件で「MONSOLA」でシミュレーションした結果が、以下のグラフです。

グラフ

年平均の1日の日射量は、3.92kWh/㎡と宮崎の4.36kWh/㎡よりも10%以上も悪くなりました。このときの年間発電量は、以下の通りです。

システム容量49.5kW × 日射量3.92kWh/㎡ × 損失係数82.5% ×365日≒ 年間発電量58,430kWh

このとき、太陽光パネルの出力低下0.35%を考慮すると、20年間の売電収入は以下の表のようになります。

年間発電量 売電収入
1年目

58,430kWh

105.2万円

2年目

58,226kWh

104.8万円

20年目

54,544kWh

98.2万円

合計

1,129,749kWh

2,034万円

20年間で、2,034万円(+税)の売電収入となりました。条件の良かった①と比較すると、税別利益では200万円以上も差があります。

改めて、設置エリアや設置方位といった設置条件が重要であることを再認識させられる結果となりました。

4.売電収入はすべて利益になるわけではない

50kWの太陽光発電では、2,000万円弱の売電収入を得られることがわかりました。しかし、売電収入のすべてが利益として手元に残るわけではありません。

実際には、売電収入から太陽光発電の導入や、運用にかかる費用を差し引いた金額が太陽光投資の利益として手にできる収入です。

ここでは、50kWの太陽光発電でどの程度の利益を得られるのかを計算してきます。

(1)費用は導入時の初期費用だけでなく維持費用も必要

太陽光投資でかかる費用は、大きく分けて初期費用と維持費用の2つです。初期費用は導入時に発生する、設備費用、工事費用、申請代行費用などがあります。

一方の維持費用は、太陽光発電を運用していく上で必要になる経費で、修理費用やメンテンナンス費用、保険費用などが挙げられます。

どちらも経済産業省の「調達価格等検討委員会」という組織で、毎年の価格動向が調査されています。

その調査結果から、低圧50kWは2018年度ベースで初期費用が31.6万円/kW、維持費用は0.5万円/kWとなっています。この費用を参考にすると、49.5kWの設備の初期費用は約1,564万円、維持費用は年間約25万円とわかります。

(2)シミュレーション結果と利益の目安

上記の費用を元に、先ほどシミュレーションした49.5kWで得られる利益を計算すると、以下の通りになります。

①売電シミュレーション1

売電収入 2,262万円(+税)=税込利益 約2443万円

売電収入 約2,443万円 – 初期費用 1,564万円 – 維持費用 (25万円 × 20年) = 約379万円

  • 利益:約379万円

②売電シミュレーション2

売電収入 2,034万円(+税)=税込利益 約2,197万円

売電収入 約2,197万円 – 初期費用 1,564万円 – 維持費用 (25万円 × 20年) = 約133万円

  • 利益:約133万円

売電収入だけを見ると、どちらも2,000万円を超えている非常に優良な太陽光投資案件に見えますが、設置条件が悪ければこのように大差が生まれます。そのため、発電に適した設置条件と正しいシミュレーションで収益化できる太陽光投資を行いましょう。

なお、実際の太陽光投資案件は、次項で解説する「過積載」というノウハウを駆使することで、上記のシミュレーションよりも高い利益率を実現しているものが多いです。

5.50kW太陽光発電の収益を上げる2つのポイント

先ほどのシミュレーションでも一定の収益性がありましたが、さらに収益を上げるためのポイントがあります。それが、「過積載」と「定期メンテナンス」です。

さらに、このようなポイントを押さえることで、パターン②のように設置条件が悪い場合でも収益化できる可能性も出てきます。より効率的な収益化を目指すのであれば、必ず実践していきたいテクニックです。

(1)過積載で発電量を大幅アップ

過積載とは、パワーコンディショナの総容量を超えた太陽光パネルを積載することをいいます。つまり、パワーコンディショナの総容量 < 太陽光パネルの総出力という状態になります。

パネル

システム容量は、パワーコンディショナの総容量もしくは太陽光パネルの総出力のいずれか低いほうが採用されます。そのため過積載は、低圧のまま太陽光パネルの枚数を増やせるということです。

つまり、低圧のメリットを最大限に活かしたまま、発電量を大幅に増やせるのです。

スマエネでも、過積載を活用した50kW未満の太陽光投資案件が複数掲載されていますが、その多くが表面利回り10%以上・実質利回り7,8%前後という高いスコアを実現しています。

また最近では、過積載率が150%や200%を超えるスーパー過積載なるものも登場しています。もちろん太陽光パネルが増える分だけ初期投資は増えることになりますが、それ以上に発電量が増えるメリットが大きく、売電収入・利益を増やすことができます。

資産状況と相談しながら過積載をうまく活用することで、より効率的な太陽光投資を行いましょう。

(2)定期メンテナンスで安定した発電体制を整えることが重要

シミュレーション時の計算方法を解説する際に、発電ロスや太陽光パネルの出力低下について触れました。太陽光発電は常に野ざらしの状態で、かつ20年以上の長期に渡って運用を続けていくため、どうしてもパネルの汚れなど設備の経年劣化が必ず発生します。このような経年劣化を放置していると、いたずらに発電量を減らしてしまいます。

そこで、パネルの清掃や雑草除去、遠隔監視、定期点検など定期的なメンテナンスを行うことで、経年劣化の影響を最小限に抑えることができます。影響を0にすることは難しいですが、数%程度の発電量改善には貢献してくれるはずです。

メンテナンスにかかる費用とその効果を見極めながら、安定した発電量を確保できるような体制を構築しておきましょう。

6.50kW太陽光発電の収入は2,000万円以上

50kW低圧の太陽光発電では、年間100万円以上、20年間では2,000万円を超える売電収入を得ることも不可能ではありません。ただし、売電収入から初期費用や維持費用を差し引いた利益で、投資対効果があるのかを判断する必要があります。

とはいえ、費用を差し引いたとしても大きな利益を出せるので、十分に投資に値するということがおわかりいただけたと思います。太陽光発電に適した設置条件を用意することはもちろんですが、過積載や定期的なメンテナンスなどの工夫をすることで、より効率的な収益化を目指しましょう。

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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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