ソーラーパネルの最適な角度＆方角とは？発電効率を最大化する設置方法を解説
太陽光発電システムを導入する際に、もっとも重要な要素のひとつがパネルの角度です。パネルの角度ひとつで太陽光発電の効率が大きく変化するため、設置場所や周辺環境に合わせて最適な角度に設定する必要があります。
発電効率を最大化し、より多くの電力を得るためには、太陽の高さや方角に合わせてソーラーパネルの角度を最適化する取り組みが欠かせません。
この記事では、ソーラーパネルの最適な角度について、屋根の形状や方角、地域などの要素を考慮しながら詳しく解説します。
ソーラーパネルに最適な角度と方位の向き
結論から述べると、屋根に設置するソーラーパネルの最適な傾斜角度は「30度」、方位は「真南向き」がもっとも理想的だとされています。
ソーラーパネルに対して太陽光が直角で入る条件を満たせば、もっとも効率的に発電できます。年間を通じて効率的に太陽光を受けられるため、発電効率を最大化するには上記の条件を満たすのが理想的です。
ただし、実際にはお住まいの地域や環境によって、ソーラーパネルの角度を微調整しなければなりません。
ここでは、ソーラーパネルの最適な角度と方位の向きについてそれぞれ解説します。
ソーラーパネルの最適な角度
一般的に、日本国内でのソーラーパネルの最適な傾斜角度は「30度」前後とされています。これは、発電量を最大化できる「年間最適傾斜角」に着目して定められた、ソーラーパネルの理想的な傾斜角度です。
年間最適傾斜角を重視する背景に、地域や季節によって最適な角度が変化する点が挙げられます。ソーラーパネルを最適な角度に自動調整する仕組みは登場しているものの、事業用設備がほとんどで、家庭用向け太陽光発電では見られません。
そのため、地域や季節によって変化するソーラーパネルの最適な傾斜角度から中央値を割り出し、年間を通してもっともパフォーマンスを発揮できる角度に調整します。
例えば、北海道のような高緯度地域では「35～40度」程度が理想的なのに対し、沖縄のような低緯度地域では「18～20度」が理想的です。
また、東京では太陽緯度の高くなる6月はソーラーパネルを7度程度に、12月～1月頃は60度超えが最適傾斜角になるなど、季節によって変わる太陽緯度もあります。
ソーラーパネルの最適な方位の向き
ソーラーパネルは真南向きに設置することが理想的です。日本から見ると太陽は東から西へ、南を通っていくため、南向きにソーラーパネルを設置することで一日を通して安定した日射量を確保できます。
南はもっとも日当たりがよく、真南向きを100％とすると、「南東向き・南西向きでは約95％」「東向き・西向きでは約85％」「北向きでは約65%」まで低下します。
そのため、ソーラーパネル設置の理想方位は南で、北向きの屋根は太陽光発電設備の設置に不向きです。
とはいえ、近年ではソーラーパネルの設置技術が向上しており、北向きの屋根でも傾斜角をつけることで発電量を増加できる傾向にあります。「北屋根だから諦めよう」と諦めてしまう前に、ぜひ専門家までソーラーパネルの設置角度についてご相談ください。
ソーラーパネルの最適な角度を自分で調べる方法
お住まいの地域によって、最適な傾斜角度は異なります。自分の住んでいる地域に合った最適な角度を調べるには、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が提供する「NEDO日射量データベース閲覧システム」を利用するのも選択肢のひとつです。
お住まいのエリア（地点）を指定したのち、「表示データ選択：角度指定」「角度指定データの表示種類：最適傾斜角」にそれぞれチェックを入れることで、お住まいの地域における斜面日射量推移をチェックできます。
平均の傾斜角度もわかるため、年間を通して理想的な傾斜角を把握できます。
ただし、実際にお住まいの環境や屋根の形などによって、プロ目線からより細かい微調整を行えるのも事実です。
0円ソーラーの「ハチドリソーラー」では、全国20,000件を越す豊富な導入実績を持つ施工業者と提携しており、ノウハウに長けた担当者が現場一つひとつにあわせて太陽光パネルを設置しています。
「太陽光発電の効率を最大化したい」とお悩みの方へ向けて、担当者が一つひとつ丁寧に疑問解決をお手伝いいたしますので、興味をお持ちいただけましたらぜひお気軽にお問い合わせください。
ソーラーパネルを設置する場合におすすめの屋根とは
結論から述べると、もっとも効率よくソーラーパネルで発電できるのは、「南向きの片流れ屋根」です。設置面積をもっとも確保しやすく、施工コストも抑えられます。それぞれの屋根の種類や違いは以下のとおりです。
| 屋根形状 | 発電効率 | 設置コスト | 特記事項 |
|---|---|---|---|
| 切妻屋根 | 高い | 中程度 | 南向き・東西両面設置可能 |
| 片流れ屋根 | 非常に高い（南向き） | 低い | 北向きや東西向きでは効率低下 |
| 寄棟屋根 | 中程度 | 高い | 三角形パネルで効率化可能 |
| 方形屋根 | 中程度 | 高い | 寄棟と同様 |
| 陸屋根 | 条件次第で高い | 高い | 架台設置で柔軟性あり |
切妻屋根（きりづまやね）
切妻屋根とは、2つの斜面が頂上で合わさり、2方向に傾斜がある三角形の形状をした屋根です。もっとも一般的な屋根として知られており、三角屋根とも呼ばれます。
利点
- 面積が広く、パネルを効率的に配置可能
- 南北向きの場合は南面に設置、東西向きの場合は両面に設置可能
- 雨水排水が良好
注意点
- 片面のみ設置する場合、発電量が方角に依存する
片流れ屋根
片流れ屋根とは、一面の屋根が一方向に傾斜したシンプルな屋根です。デザイン性が高く、スタイリッシュさを求める住宅などでも人気が高まっています。
利点
- 施工コストが低い
- 南向きの場合、広い設置面積を確保できるため発電効率が非常に高くなる
注意点
- 北向きの場合は発電量が大幅に低下する
- 東西向きの場合も日射条件によって効率が変動する
寄棟屋根（よせむねやね）
寄棟屋根とは、4つの斜面（台形2枚と三角形2枚）が頂上で合わさり、4方向に傾斜角度がある屋根です。日本の住宅でよく見られる屋根として知られています。
利点
- 必ず南の方角にソーラーパネルを設置できる
- 複数方向にパネルを設置可能
- 雨水排水が良好
注意点
- 各面の面積が狭いため、1面あたりのパネル設置量が限られる
方形屋根（ほうぎょうやね）
方形屋根とは、四方向すべてが三角形で構成されたピラミッド型の屋根です。寄棟屋根と特徴が似通っています。
利点
- 必ず南の方角にソーラーパネルを設置できる
- 複数方向にパネルを設置可能
- 雨水排水が良好
注意点
- 寄棟屋根と同様、各面の面積が狭く、発電効率を上げるには工夫が必要
陸屋根（ろくやね）
陸屋根とは、平で水平な形をした1枚の屋根です。ビルやマンションなどで多く見られます。
利点
- 架台を用いることでパネルの向きや角度を自由に調整可能
- 広いスペースを活用できる
注意点
- 架台設置や防水処理など特殊な施工が必要でコストが高い
- 架台なしでは発電効率が低下するため、条件次第で効率が変動する
北向き屋根でソーラーパネルの角度をつけるときの注意点
北向きの屋根は日射量が少ないため、発電効率が南向きに比べて大幅に低下します。南向きを100%とすると、北向きでは約65%前後程度の発電量しか得られないとされています。
しかし近年では、ソーラーパネルの取り付けに使う「架台」が進化しており、北向き屋根でもある程度の発電量を期待することができます。
とはいえ、ソーラーパネルの角度をつけるときには、いくつかの点に注意しなければなりません。ここでは、北向き屋根でソーラーパネルの角度をつけるときの注意点を紹介します。
架台設置によるコスト増加
北向き屋根にソーラーパネルを設置する場合、角度をつけるために架台を使用するため、設置コストが増加します。1kWあたり約3万円程度の追加費用がかかることがあります。また、架台を用いることで屋根への負担が増し、耐久性や安全性についても十分な検討が必要です。
建物の状況によっては、架台等の重量を含めて設置が難しいケースがあります。
反射光トラブル
北向きに設置した場合、太陽光が地上方向へ反射しやすくなり、近隣住宅や施設への光害（反射光トラブル）が発生する可能性があります。このような問題を避けるためには、反射光の方向にも注意して設置しなければなりません。
出典元：太陽光発電協会（JPEA）「太陽光発電システムの反射光トラブル防止について」
基本的に、ソーラーパネルは南向き屋根であれば反射光が上空に向かうため、クレームは発生しにくくなっています。一方で、北面や東西面にソーラーパネルが設置されていると、太陽の位置・高度によって反射光が地上に向かってしまうのが懸念点です。
設置前に周囲への影響を十分に確認し、必要であれば専門業者と相談して対策を講じるなどの取り組みが求められます。
メーカー保証の対象外になる可能性
多くの太陽光パネルメーカーでは、北向き設置は推奨されておらず、保証対象外となる場合があります。特に、反射光や低発電量に起因する問題については保証されないことが一般的です。
太陽光パネルメーカーは、通常、南向きや適切な傾斜角での設置を推奨しています。北向き設置は日射量が少なく、発電効率が低下するため、メーカーの想定条件を超える使い方とみなされることがあります。
このような条件下では、発電量不足や性能劣化について保証の対象外となるケースも。架台を使用して無理に角度を調整した場合、風荷重や構造的な問題が発生しやすくなるなどを含めて、メーカー保証についてしっかりと確認する必要があります。
SIMULATION
ソーラーパネルの理想的な傾斜角度は地域によって異なる
屋根に設置するソーラーパネルの最適な傾斜角度は「30度」、方位は「真南向き」がもっとも理想的です。
しかし、地域によって理想的な傾斜角度は異なります。そのため、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）が提供する「NEDO日射量データベース閲覧システム」などを活用して、日射角などを調べてみるのも選択肢のひとつです。
とはいえ、地域や季節、屋根の形状によって最適な条件は異なるのも事実です。ソーラーパネルの設置を検討するときは、専門家への相談をおすすめします。
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