太陽光発電のシミュレーション｜必要な費用から発電量、収益、利益の計算方法まで詳しく解説

太陽光発電の導入を検討する個人や企業が増加しています。長期的な安定利回りや事業継続計画（BCP）対策としての需要が高まっているためです。しかし、導入コストは決して安くはありません。システム規模により大きく異なりますが、一般的には1kWあたり約18万～25万円程度です。そのため、費用対効果を正しく判断し、適切なシミュレーションを行うことが重要です。

本記事では、シミュレーションに必要な情報として、太陽光発電の初期コストと維持費について解説します。また、収支計算の方法とシミュレーションの手順を詳しく説明します。これらの情報を活用することで、適切な導入判断が可能になるでしょう。

太陽光発電のシミュレーションに必要な情報

太陽光発電のシミュレーションを行う際は、初期投資額、維持管理費、そして予想される収益や節約可能な電力コストを総合的に把握することが重要です。具体的には、設備の導入費用、運用中に発生する維持費、さらには売電収入や節減される電気料金（実質的な収益と見なせます）を計算に組み入れる必要があります。それでは、まずは費用面から詳しく見ていきましょう。

太陽光発電に必要な費用

太陽光発電に必要な費用について、初期費用、維持費用、パワーコンディショナー（パワコン）の交換費用の3つの観点から解説します。

初期費用

太陽光発電設備の初期費用は、導入規模によって大きく変動します。一般的に、費用は1kWあたりで算出されます。規模別の相場は以下の通りです。

• 10kW〜50kW：25.5万円/kW
• 50kW〜250kW：18.3万円/kW
• 250kW〜500kW：17.2万円/kW
• 500kW〜1,000kW：17.6万円/kW
• 1,000kW以上：20.5万円/kW

また、導入年度によっても変動します。例えば、2018年の平均的な初期費用は、ACベース（設備容量）で約29万円/kW、DCベース（太陽光パネルの出力）で約24万円/kWでした。一方、2021年の平均費用は、ACベースで約25.5万円/kW、DCベースで約16万円/kWとなっています。

2021年のACベース（設備容量）約25.5万円/kWの内訳は以下の通りです。

• 太陽光パネル：11.1万円/kW
• パワーコンディショナー（パワコン）：3.3万円/kW
• 架台：3.6万円/kW
• 工事費：7.8万円/kW

大規模なシステムほど設置効率が向上し、コスト削減のメリットがあります。しかし、1,000kWを超える場合は、野立て設置が主流となり、土地造成費などの追加費用が発生するため、コストが割高になるケースもあります。

太陽光発電設備の初期費用は規模や条件によって大きく異なるため、導入を検討する際は専門家に相談し、適切な規模やコストパフォーマンスを慎重に判断することが重要です。

維持費用

太陽光発電設備の導入においては、設置費用だけでなく、運用開始後の維持費も十分に考慮する必要があります。維持費には定期点検、太陽光パネルの清掃、保険料、電気代、修理費などが含まれ、1kWあたり年間約0.5万円が平均的な維持費用として見込まれます。そのため、10kWのシステムでは年間約5万円、50kWのシステムでは約25万円、100kWのシステムでは約50万円が目安となります。

定期点検と太陽光パネルの清掃は、システムの発電効率を維持し、機器の不具合やトラブルを早期発見・対処するために欠かせません。2017年4月に施行された「再生可能エネルギー特別措置法の一部を改正する法律（改正FIT法）」以降は、システムの規模を問わず、FIT認定を受けている全ての太陽光発電設備において、法令による定期点検が義務付けられています。導入時から維持費用を予算に組み込むことが重要です。

太陽光発電のメリットを最大限に引き出すには、長期的視点で維持費用を把握し、適切な予算配分を行うことが求められます。

パワコンの交換費用

太陽光発電システムにおけるパワコンの平均的な寿命は、10年から15年程度とされています。設置から10年が経過した時点では、故障には至らないものの、使用年数に伴う性能低下が見られます。そのため、事前のシミュレーションでは、10年ごとの交換を前提として費用を考慮しておくことが賢明です。

パワコンの交換費用は、本体価格と工事費の合計となります。本体価格はメーカーや容量によって異なりますが、一般的な相場は約20万円です。工事費は10万円から15万円程度が必要となるため、合計の交換費用は約30万円から35万円になると見込まれます。ただし、保証期間内であれば、メーカーによって交換費用が無償または割安になる場合があります。しかし、保証適用外の前提で費用を考慮しておくべきでしょう。

複数台のパワコンを利用している場合には、1台ずつではなく、まとめて交換することで、交換費用を抑えられるケースがあります。まとめて交換作業を行うことによる工事費の節約や、複数台のパワコンを同時に購入することにより購入代金を抑えられる可能性があるためです。

なお、パワコン交換の際には、工事期間中のダウンタイムが発生し、その間は売電ができなくなります。工事期間は状況により様々ですが、数日から最長では数週間を要する場合もあります。この間の売電収入が失われることで、収支にマイナスの影響が及びます。正確なシミュレーションを行うためには、このダウンタイムによる収入減少も考慮に入れる必要があります。

以上の点を踏まえ、太陽光発電システムの導入や運用を検討する際には、パワコンの交換費用とダウンタイムによる収入減少を考慮に入れ、長期的な視点で収支計画を立てることが重要です。

太陽光発電の発電量の求め方

太陽光発電の初期費用・維持費用についてご理解いただいたところで、ここからは収益性について解説していきます。太陽光発電の収益は発電量に大きく左右されるため、まずは発電量の算出方法をご紹介します。算出には次の3つの情報が必要となります。

• 太陽光パネルの出力と設備容量
• 設置予定地の平均日射量
• パワコンの電気変換ロスなどを考慮した補正係数

平均日射量については、NEDO（国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構）が提供する日射量データベースから取得可能です。補正係数は設備容量の70%〜80%が基準となっており、シミュレーションでは70%を用いて試算します。

参考）日射量データベース閲覧システム

1日あたりの発電量は、次の式で算出されます。

太陽光パネルの出力（kW） × 平均日射量（kWh/㎡・day） × 補正係数（％）

具体的な状況を想定して、シミュレーションしてみましょう。

1日あたりの発電量（49.5kWの場合）

ここでは、49.5kWの設備を例として、計算方法や考え方をご説明します。基礎から理解していただくことで、異なる設備規模の場合にも応用いただけます。まず、発電設備の容量が49.5kW、太陽光パネルの出力が75kWと設定します。次に、設置方法を地上設置とし、設置土地の平均日射量を4.2kWh/㎡・dayと仮定します。最後に、パワコンの電気変換ロスなどを考慮した補正係数を70％とします。これらの条件を計算式に当てはめると、以下のようになります。

75kW × 4.2kWh/m²・day × 70％ ＝ 220.5kWh/日

つまり、75kWの太陽光パネルを設置した場合、1日あたり約220.5kWhの電力を発電できると試算されます。ただし、この数値はあくまでも目安であり、実際の発電量は地域の平均日射量や周辺環境、パワコンの効率などにより変動します。より正確な発電量を把握するためには、専門のシミュレーション業者への依頼をお勧めします。

以上が、太陽光発電の1日あたりの発電量の求め方の計算例です。設備規模が異なる場合でも、同様の考え方で発電量を見積もることが可能です。

太陽光発電から得られる収益

1日あたりの発電量が220.5kWhと判明した場合、次のステップとして太陽光発電による収益を算出します。FIT制度（固定価格買取制度）を利用して売電する場合、FIT認定年度により買取価格が異なります。本記事では、新規参入者から既に運営されている方まで、幅広い読者が読まれることを想定して、一例として2018年度における買取価格を元に解説します。設備容量が49.5kWの場合、18円（税抜）、19.8円/kWh（税込）が適用されます。

したがって、1日あたりの発電量220.5kWhに365日を乗じ、さらに買取価格の19.8円を乗じることで、年間の売電収入は¥1,593,554円（税込）と算出されます。この計算を通じて、太陽光発電がもたらす収益の概算を把握することが可能となりました。

太陽光発電事業の収益を安定して確保するためのポイントについては、『太陽光発電のコスト削減＆発電効率UPを実現 最新のトレンドに基づく最適投資戦術』という資料で詳しく解説しています。

太陽光発電の利益シミュレーション（49.5kWの場合）

ここまでの解説で、太陽光発電の導入、維持にかかる費用と、太陽光発電により得られる収益が計算できました。発電設備の容量が49.5kW、太陽光パネルの出力が75kWの発電所の場合、まとめると次のようになります。

費用について

• 初期費用（初年度のみ）：1,980万円（税込）（24.0万円/kW（税別）で計算）
• 維持費用（毎年）：41.25万円（税込）（0.5万円/kW（税別）で計算）
• 消費税（3年間）：159,355円（税込）（売電収入の10%）
• パワコンの交換費用（10年目）：270万円（税込）（パワコンを9台設置と想定。1台あたりの費用は30万円（税込）。9台まとめて交換することでコストダウンを実現）

収益について

• 売電収入（毎年）：1,593,553円（税込）
• 消費税還付（1年目のみ）：1,861,895円（税込）（初年度に「支払った消費税」が、「受け取った消費税」を上回る場合、その差額が還付されます。）

導入から20年後までの費用と収益を表形式で整理することで、初期費用の回収や長期的な収益性を確認できます。以下に、49.5kWの太陽光発電システムを導入した場合の20年間の簡易シミュレーションを示します。

実際に運用する際には、初期投資を抑制し、収益性を向上させるための様々な取り組み、工夫を行うことで、より高い利益を得ることが可能です。メディアや専門家の知識を活用して、利回りを改善していきましょう。

本シミュレーションの注意事項

本シミュレーションは、太陽光発電の収益性を簡易的に試算したものであり、いくつかの重要な要素が考慮されていないことにご注意ください。例えば、通常は減価償却資産として計上される初期費用を一括で計上しています。実際の運用では、初期費用は減価償却を通じて数年間にわたり分割して計上されるため、詳細な収支分析を行う際には、減価償却を考慮した計算が必要です。

その他にも、税金や補助金の活用、出力制御、太陽光パネルの経年劣化による発電量の減少、FIT制度の終了後の価格変動、FIP制度（Feed-in Premium制度）の価格の変化などが考慮されていません。これらの要素は、実際の太陽光発電事業の収益性に大きな影響を与える可能性があります。そのため、本シミュレーションの結果は、あくまでも参考値として扱うことが重要です。

より正確なシミュレーションを行うには？

より正確なシミュレーションを希望される場合は、施工業者や太陽光発電関連サービス企業が提供するシミュレーションサービスの利用をお勧めします。ただし、サービスによってシミュレーションの正確性には差があるため、提供者の評判や実績、提供されるシミュレーションの詳細を十分に調査した上で利用することが重要です。

依頼の際には、設置予定の屋根の形状や角度、周辺の日陰の状況など、可能な限り詳細な情報を提供しましょう。さらに、過去の電力使用量のデータがある場合は、それを併せて提供することで、より精度の高いシミュレーション結果が得られます。

必要なデータを提供する

より正確なシミュレーション結果を得るためには、適切なデータの提供が不可欠です。住宅用太陽光発電設備の場合、一般的に提供が求められるデータとしては、12ヶ月分の電気料金明細や契約プラン、住宅の設計図面、周辺環境に関する情報などが挙げられます。さらに、蓄電池の導入を検討する場合は、太陽光発電システムと蓄電池を組み合わせることによる電気代の削減効果や、必要な買電量の減少についてもシミュレーションに含める必要があります。これらのデータを正確かつ漏れなく提供することで、現実に即したシミュレーション結果を得ることができ、最適な太陽光発電システムや蓄電池の選定に役立てることができます。

日照時間以外のデータを組み入れる

太陽光発電のシミュレーションを正確に行うためには、日照時間以外のデータも考慮することが重要です。例えば、太陽光パネルの設置角度や方向を最適化することで、より現実に近い発電量の予測が可能となります。また、一部のツールや施工業者が提供する予測データは、実際の発電量と大きく異なる場合があるため注意が必要です。データの正確性を確認し、信頼できるソースから情報を入手することが求められます。

維持管理費用を考慮する

太陽光発電システムの導入においては、初期費用だけでなく、維持管理費用も考慮に入れることが重要です。システムは経年劣化するだけでなく、自然災害による破損リスクもあるため、定期的なメンテナンスが必須となります。保守点検費用、保険料、売電に伴う所得税など、毎年追加の経費が発生することを念頭に置く必要があります。

信頼できる販売店や専門サービスを通じて、維持費用を含めた正確な収支計算のシミュレーションを依頼し、適切なアドバイスを受けることをお勧めします。また、定期的な保守点検は必須であり、自然災害などによる機器の故障時には、修理費や撤去費用を保険でカバーすることが望ましいでしょう。より正確なシミュレーションのためには、これらの維持管理費用を考慮に入れることが不可欠です。

まとめ

太陽光発電は、電気代高騰に対する有効な対策となり得ますが、導入には多額の初期投資が必要です。失敗した際のリスクも大きい投資ですので、シミュレーションによって費用対効果を事前に把握することが重要です。具体的には、初期費用、維持費、発電量から得られる収益を正確に計算し、投資回収に要する期間を確認しましょう。正確なシミュレーションのためには、必要なデータを正確に提供し、信頼できる業者に依頼することが大切です。また、故障時の修理代や撤去費用、保険料などの追加費用も考慮する必要があります。
正確なシミュレーションにより、太陽光発電の導入が長期的に利益をもたらすか判断できます。さらにお伝えすると、費用対効果や収益性の正確な把握には、個別のシミュレーションだけでなく、最新の市場トレンドなども含めた日頃からの情報収集が欠かせません。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。「オムロン ソーシアルソリューションズ株式会社」では、太陽光発電所の所有者向けに、太陽光発電のコスト削減と発電効率の向上に役立つ資料を提供しています。本記事よりも実践的で有益な情報を掲載していますので、太陽光発電の収益性を高めたい方はぜひご一読ください。

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