環境について考えるサイト

「愛・地球博」でも紹介された「太陽光発電」。「地球に優しい電力」といわれています。でも、どうして今、太陽光発電なのでしょう？どのような特徴があるのでしょうか？

地球温暖化防止会議で、日本は2010年までに二酸化炭素の6パーセント削減(1990年比)を目指しています。しかし日本では、産業、民生、運輸・・・各分野のエネルギー消費量が年々増え続けています。そこで今、消費エネルギーの削減、つまり省エネと共に、エネルギー資源そのものの根本的な見直しが瀬間されています。そこで注目されているのが、太陽光発電です。太陽光発電の場合、地球温暖化の要因のひとつである、二酸化炭素の排出が、発電時でゼロ。まさに理想的なクリーネネルギーです。二酸化炭素は、石油などの化学年少消費によって排出されます。たとえば、日本では1998年度の総合エネルギー統計によると、石油が52.4パーセントを占めています。石炭が16.4パーセント、天然ガスが12.3パーセント、原始力は13.7パーセントです。さらに水力・地熱は4.1パーセントです。

日本のこのような化学燃料依存の現状は、二酸化炭素などの環境問題だけが問題ではありません。石油をはじめとする天然資源は、近い将来枯渇することを危惧されてもいます。石油は43年、天然ガス62年、ウランは64年、最もエネルギー資源可採年数が長いと予測されている石炭でさえ、212年といわれているのです。その点、太陽光発電のエネルギー源である「太陽光」は無限です。

導入時の費用という課題はまだ残っていますが、今こそ、早急に太陽光発電への転換が迫られているのです。

太陽光発電は、太陽のエネルギーを利用して電気を作ります。でも、素朴な疑問として、雨の日や曇った日はどうなるのだろうか、と心配になりますよね。

住宅用の太陽光発電は、自宅の屋根に太陽電池を設置し、生活に必要な伝記を生み出すものです。しかし家庭だけで電気の自給自足をしているのではありません。電力会社が配電する商用電力と連結することで、太陽が燦燦と照りつけ、発電した電気があまった場合は、電力会社に売ります。これを売電といいます。一方、曇りの日、雨の日など、発電量が不足した場合には、これまでどおり、電力会社から電気を買うのです。これを買電といいます。太陽光発電は、このように、安定した電力を確保しつつ、かつ多すぎる分は買ってもらうこともできる、という合理的なシステムなのです。

このようなシステムに支えられているため、朝夕や曇りの日など、太陽の光が弱いときには電力会社の電力で補足し、雨天や夜間など太陽電池の発電量がほぼゼロに近いときには、電力会社から必要量を供給してもらいます。さらに停電時には、日射があれば停電中でも通常の電気系統とは別に、直接電気機器を動かすシステムが整っているため、電力会社の作業を妨げません。したがって、停電とは関係なく、生活を継続することができるのです。これを｢自立運転機能｣と言います。ただし、停電時には自動的にいったん商業電力系統への接続が切り離されるため、手動で自立運転に切り替えることになります。

地球温暖化が懸念されるなか、地球に優しい発電、ということで関心が集まっている「太陽光発電」。でも、「導入費用が高いのでは？」「設置や維持が大変なのでは？」と、心配している方も多いのではないでしょうか？確かに、地球に優しいのは嬉しいですが・・・お財布にも優しいようでないと、なかなか導入には踏み切れませんよね。では、その「太陽光発電」とはいったいどのようなものなのでしょうか？

太陽光発電というのは、ソーラー発電とも呼ばれ、太陽の光のエネルギーを直接電力に変換する、新しい発電方式です。変換には、太陽電池という電力機器を用います。シリコン太陽電池が主流ですが、その他にもさまざまな化合物半導体を素材にしたものが実用化されつつあります。太陽のエネルギーは、再生可能なエネルギーです。そのため石油などのように、資源をとり尽してしまい、将来枯渇するということはありません。また、昼間の電力需要のピークを緩和する利点、および温暖化ガス(二酸化炭素などの温室効果ガス)の排出量を削減できるという、温暖化抑制の効果が期待できます。

その一方で、太陽光発電(ソーラー発電)は、導入費用が比較的高価であるという難点があります。高価という印象が根強いのは確かでしょうが、近年では研究や開発が進んで性能も向上し、設置や維持が容易になるなど、将来性のある産業として期待されています。愛知県で行われた「愛・地球博」では、長久手会場で太陽光発電の施設が紹介されました。「地球に優しい」電力として、もっともっと開発、普及が進んでほしいと思います。

屋根に設置した太陽電池で発電をする太陽光発電。太陽の光を利用してエネルギーを生み出す新しい発電方式です。でも、いくら環境に優しくても、操作が難しいのはちょっとお手上げ!　と言う人も多いですよね。電気は毎日使うもの、しかも太陽光の強さは、昼間と夜間ではもちろん変わります。雨の日と晴れの日でもまったく違うでしょう。毎日、お天道様を見上げながら操作するのでは大変!　その点はどうなっているのでしょうか？

太陽光発電は、日の出、日の入りはもちろん、天候状態に合わせて自動的に運転します。そのため面倒な操作を手動で行う必要はありません。また、余った電機を電力会社へ売る、売電も、不足分を買う、買電も自動で行われるので、安心です。

また、維持管理についてですが、基本的に必要ないようです。掃除も、一般の住宅ではほとんど必要ありません。大部分の汚れは、雨で洗い流されてしまうからです。ただし、太陽電池が葉っぱなどに覆われてしまったり、電柱などの影になってしまうと、モジュール全体の瞬時発電電力に影響が及び、低下することがあります。また、積雪地域では、太陽電池モジュールの上に雪が積もると発電できなくなってしまいます。雪が落ちれば、冬場でもかなりの発電電力量が見込めます。

個人でのメンテナンスはする必要ありませんが、機器を購入した会社によって、数年ごと(たとえば、4年ごとなど)にメンテナンスサービスを行うところが多いようです。

「我が家は築20年なのだけど、今から太陽光発電システムを設置できるのかしら？」「我が家の屋根は南向きではないわ、日射が少なくなって太陽光発電は無理じゃないかしら？」「うちは、寄棟だけど・・・」「うちは、切妻なんだけど・・・」などなど・・・。太陽光発電システムの導入を検討したいと思いながらも、各住宅それぞれで条件が変わります。実際のところ、設置に不向きな条件というものはあるのでしょうか？

屋根の形状には、切妻屋根、方行屋根、寄棟屋根、片流れ、陸屋根があります。材質としては最も多いのは、カラーベストですが、他にも金属板瓦棒や金属横葺、和瓦、洋瓦、平板瓦、シリコン防水、さらには金属折半もあります。

確かに「南面の屋根」が設置には理想です。しかし、実際には北側を除き、寄棟で南面と東西面に設置されるお宅、切妻で東西両面に設置されるお宅、など、さまざまなようです。設置方位による効率の低下は、南面を100とした場合、東西面は５〜15パーセントダウン、北面では40パーセントのダウンとなるのが一般的です。また、屋根の形状により太陽電池パネルを設置する屋根の傾斜角度が変わるとはいえ、数パーセント程度です。

築年数による耐久性も心配となりますが、太陽電池パネル1枚あたり（外寸約1ｍ×１ｍ）の荷重は、取り付け架台等を含めて15~20キログラム程度です（メーカーによって差があります。また陸屋根の場合は、工法が変わります）。確かに、屋根への負担がないわけではないでしょうが、太陽光発電システムの荷重は、屋根全体に分散されます（よく比較の対象となる、太陽熱温水器の場合は、約3メートル四方に約300キロの屋根荷重となります）。したがって、築年数および屋根材の古いお宅でない限り、ほぼ問題はないと思われます。

屋根の形状、向き、材質による発電量や節電額のシミュレーションを依頼すると共に、耐久性についての確認も事前に行っておくと良いでしょう。

平成6年度からはじまった国の補助金制度が、17年度で打ち切られました。その後は、モニター制度という形（ささやかながら）での助成ということになってしまいました。あとは、地方公共団体による普及助成策に望みを託すことになりそうです。

では、地方公共団体は実際、どのような普及助成策を行っているのでしょうか？

参考に平成17年度における各地方公共団体による太陽光発電システム普及助成策を幾つかご紹介したいと思います（最新の情報を必ず各団体にお尋ねください）。

例1　北海道（平成14年度から開始）
「住宅用太陽光発電システム及び省エネルギーを導入する市町村の事業について助成。3万円／KW、上限3KW9万円（市町村補助制度への補助）　経済部資源エネルギー課」

例２　茨城県つくば市（平成15年から開始）
「国の補助を受ける方に限らず募集。6万円／KW、上限18万円　環境課新エネルギー推進室」

例3　東京都調布市（平成15年から開始）
「太陽光発電設備、太陽熱温水器等の取り付け等を行う改装工事に助成する。個人・併用・賃貸・集合住宅の所有者又は賃借人が対象。他の制度により補助金等の交付を受けないこと、施工業者は市内に事務所等を所有する施工事業者であることが条件。補助対象工事に要する費用の100分の５に相当する額。上限20万円　住宅課」

地方公共団体はそれぞれ独自に太陽光発電システム普及助成事業を推進しています。その窓口となる課もさまざまながら、その具体的な策も異なっています。環境に優しくあるために何かしたい、と思った方々が、どこに居住するかで不利益をこうむることなく（お財布にも優しく）、一歩を踏み出せるよう、一定の基準ができるといいな、と思います。

再生可能なエネルギーとして着目されているのが、太陽光発電をはじめとする自然エネルギーです。将来枯渇心配されている、石油に代わるエネルギーということで、「新エネルギー」または「代替エネルギー」と呼ばれることもあります（ただし、「代替エネルギー」という場合、石油に代わる、という意味で石炭ガス、天然ガス、原子力など、も含まれてしまうこともあり、適切ではないこともあります。これらは枯渇性エネルギーと呼ばれます）。

再生エネルギーには、以下のようなものが含まれます：

●太陽エネルギー（太陽光発電、太陽熱発電、太陽熱温水器、ソーラーシステム）
●風力、風力発電
●地熱、地熱発電、地中熱
●水力、水力発電
●海洋エネルギー（海洋温度差発電、潮力、波力・波力発電、塩分濃度差発電）
●バイオマス（例：薪などの木材）

その他、水素エネルギー、燃料電池、廃棄物、も、厳密にはエネルギー源ではありませんが並列して挙げられることがよくあります。

これら再生可能エネルギーに共通する特徴は「再生可能エネルギーの定義」である、枯渇せずに永続的な利用が期待できるエネルギーである、ということをはじめ、石油や天然ガスなど化学燃料を用いるエネルギー源と比較し、エイズウィルス同じエネルギー量あたりの温室効果ガス[＊]の排出量が少ないものが多い、という長所があります。

＊[温室効果ガスとは、地表から放射された赤外線の一部を吸収し、温室効果をもたらす、大気圏に存在する気体の総称です。水蒸気、オゾン、二酸化炭素、メタンなどが該当します。]

一方、普及の妨げとなっている要因として、風力発電のように、資源の地理的な分布が人間の需要の地理的な分布と一致していない場合や、太陽光発電の出力変動のように、時間的変動や天候による変動の影響を受ける、という短所があります。また、価格による制限もあります。これらの欠点や制限に対しては、貯蔵や別の形態での輸送など、需要に合わせて供給でき、かつ化学燃料と市場価格で競争できるような低コストに抑える工夫と研究が求められます。

太陽光発電システムについて問題にするとき、よく耳にする言葉に「３KWシステム」があります。たとえば、平成6年度からはじまり平成17年度に終了した国の補助金制度では、最終支給の17年度は「３KWシステム設置の補助金額は、6万円」という表現をとっています。この「３ＫＷシステム」とはどのようなものなのでしょうか？

太陽電池モジュール、つまりパネルは、1枚の最高出力を150Wとした場合、20枚設置すると3000W、つまり3KWということになります。これが「3KWシステム」です。したがって、先の国の補助金制度、「３KWシステム設置の補助金は、6万円」というのは、パネルの外寸をおよそ1ｍ×1mと考えた場合に、このパネルを屋根に20枚取り付けられるお宅、ということになります。

屋根の形状にはさまざまありますし、各メーカーのパネル出力や寸法、電気の配線ルールも異なり、それによってシステムが決まってくるということです。

また、「太陽光発電システムのKW単価が年々低下している」、といわれますが、この「KW単価」とはどういうことでしょうか？

これは先の3KWシステムの設置で考えた場合、たとえば、このシステムで設置した費用が税抜き・工事費込みで210万円だったとすると、210÷３ＫＷで、70万円（税抜き）ということになります。これにより、１KWあたりの単価は70万円となります。

先の平成17年度の最終補助金は、1ＫＷ2万円ということでした。70万円に対して2万円ということですが・・・。やはり、まだ敷居は高いなあ〜、と思われるでしょうか？それとも、これなら!　と設置に踏み切りますか？

太陽光発電システムの導入にも、かつては国の補助がありましたが、それも打ち切られることになりました。一方エコキュートについては現在も募集を行っています。

補助を受けなくても十分、メリットがあるエコキュートですが、導入費用に補助があれば、少しでも早く導入費用を回収し、低い光熱費のメリットを存分に受けることができます。エコキュートに対する国からの補助金については有限責任中間法人　日本エレクトロヒートセンターが窓口になり、先着順で受け付けています。

補助単価は家庭用で４５,０００円です。

補助金交付期間は：
一般用第１期応募期間　平成１９年４月２３日〜平成１９年６月２９日
（対象：設置工事期間　受理確認日〜平成１９年８月１７日）
一般用第２期応募期間　平成１９年７月２日〜平成１９年８月３１日
（対象：設置工事期間　受理確認日〜平成１９年１０月１９日）
一般用第３期応募期間　平成１９年９月３日〜平成１９年１０月３１日
（対象：設置工事期間　受理確認日〜平成１９年１１月３０日）
一般用第４期応募期間　平成１９年１１月５日〜平成１９年１２月１４日
（対象：設置工事期間　受理確認日〜平成２０年１月７日）
→第４期については募集期間が延期され、平成２０年１月１５日までとなりました。それにともない、設置工事期間も平成２０年１月２９日までです。


ただし、募集期間中であっても、申込額合計が予算の範囲を超えた日をもって募集は締め切られます。第３期の場合、募集期間終了直前において申し込み枠７万件のうち、６５パーセントほどの申請があるようです。

また、エコキュートだけでなく、高効率空調機導入支援事業も行われています。確かに、これらの新しいシステムについてはその良さがわかっていても導入日の高さがハードルを高くしてしまうものです。このように公的な補助を受けることで少しでもそのハードルを下げることができ、広く太陽光発電やオール電化が一般にも広まることを願っています。

太陽光発電と共に、「お得な電気」として最近、話題になりつつあるのが、エコキュートです。エコキュートというのは、空気でお湯を沸かす新しい電気給湯システムです。

これまでのように火やガスを使うのではなく、地球に無限にある「空気」で沸かすため、燃料がなくなってしまう、という心配はありません。これは従来、エアコンなどで利用されていたヒートポンプ技術を給湯機に応用したものです。空気を取り込み、圧縮すると、高熱を発するのです。この高温になった熱を利用したのがエコキュートです。約90℃のお湯を沸かすことができます。

では、このエコキュート、経済的にはどのようなメリットがあるのでしょうか？

エコキュートは、空気の熱を利用し、電気の力を約3倍に高めることができるのです。ということは、エネルギー消費は、逆に3分の１に減るということがわかりますよね？　さらに最近ではますます技術が進み、4倍にも高められるようになりつつあります。

また、地球に対する環境効果はどうなのでしょうか？

エコキュートは、燃料となるエネルギーを使用する量が3分の１ですから、省エネとなります。それにより二酸化炭素の排出を抑えることができるため、地球温暖化を防ぐことができます。そしてオゾン層を破壊しないというメリットも期待できます。

これまでエアコンなどのヒートポンプ技術では、冷媒としてフロンが使用されてきましたが、エコキュートではフロンの代わりに二酸化炭素を利用します。冷媒として利用される二酸化炭素が空気の熱を水に伝える役割をすることから、オゾン層を破壊することがないのです。フロンを冷媒として用いた場合と比べ、地球温暖化係数が1500〜1700分の１ともいわれています。

しかもこの冷媒に使われる二酸化炭素は、工場などで副生されるガスを再利用されており、エコキュートを稼動するなかで新たに二酸化炭素が排出されるということもありませんから、一石二鳥です。

太陽光発電が地球に無限にある「太陽」を利用したものなら、エコキュートはやはり無限の空気を利用して、わずかな電力を3倍から4倍に効率よく生かすということです。

太陽光発電同様、エコキュートの導入にも優遇制度が適用されます。