屋根勾配は3.5寸がおススメ!? 太陽光発電の設置条件(パネル設置傾斜角度、方位)と発電量の関係

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夢発電

こんばんは、KMRRです。

今回はタイトル記事の通り、太陽光発電システムの設置条件として、屋根勾配
(設置傾斜確度・方位)と発電量の関係を探る内容です。

ismartの場合、1.5寸の屋根勾配と3.5寸の屋根勾配が選べますよね。
デザインの観点と太陽光発電効率の観点と、屋根勾配の選択で悩みを抱えている方も
いらっしゃるかも知れません。

そんな方のご参考として頂ければ、と思いまして個人的意見を書かせて頂きます。

太陽光発電の設置条件と発電量の関係

さて、太陽光発電を行う上で、方位角(屋根が南向きか、東向きか、など)、
傾斜角(屋根勾配 or ソーラーパネル設置勾配)と発電量にはどのような関係性が
あるのでしょう。

NEDO(独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構)のWebsiteには
日射量データベースの閲覧システムがあります。
お住まいのエリア近くの気象台における太陽光発電に関連する各種気象データに
基づいたシミュレーションをすることが出来ます。
このシミュレーションツールでは、太陽光を設置する条件として、方位角、傾斜角を
考慮したシミュレーション値を得ることが出来ます。

方位角、傾斜角と発電量について調べていたところ、SharpのWebsiteで参考と
なりそうな資料を見つけました。

Sharp 傾斜角方位角と発電量
こちらのページからご確認頂くことが出来ます。
Sharp「屋根の傾斜角・方位角と発電量について」

最も効率が良いとされる条件は、
方位角:真南向き
傾斜角:30°(6寸勾配)
です。

勾配はフラット(0度)よりも角度が付いている方が発電効率が良いとされており、
ベストな勾配は6寸(約30度)です。

屋根勾配は「寸」で示されることが一般的です。これは「角度」としてしまうと
三角関数のTanを用いなくてはならず、建築現場が大変面倒なことになって
しまうため、間口と高さで指定出来る「寸」という単位を用いているのだそうです。

例えば3寸の場合、長さ10m 高さ3mの直角三角形とした時の傾斜となります。

1.5寸勾配と3.5寸勾配の違いによる発電量の差は?

1.5寸勾配屋根の場合 傾斜角は約8.5°
3.5寸勾配屋根の場合 傾斜角は約19.2°
です。

上に示したシャープのサイトから引用すると、方位真南・傾斜角30度の時の
発電量を100%とした場合
傾斜角10°に設置した際の発電量は94.9%
傾斜角20°に設置した際の発電量は98.4%

その差は-3.5%となります。1.5寸勾配の傾斜角は約8.5°なので、差は3.5%より
もう少し広がりそうです。

これを発電量と売電金額に置き換えると・・・
2014年、KMRR邸の年間発電(売電)実績は
約12,696kWh でしたので、3.5%マイナスすると12,252kWhです。

我が家の売電(買取)価格は税込で43.2円、年間の売電価格は548,459円
ですので、同じく3.5%マイナスすると529,271円です。

その差は19,188円となります。

仮に昨年が今後20年間の平均値だった場合、20年間で生じる売電金額の差額は
383,760円 ということになります。

この金額を多いとみるか少ないとみるか、は人ぞれぞれですが、私個人的には
誤差 の範囲と言える数値だと思います。

我が家の屋根デザインについて

我が家は1.5寸勾配の片流れ+パラペットという構造です。

Exterior1

Exterior

北面中央部を凹ましたデザインにしているため、両サイドの凸部分が
パラペットになっています。
総二階にすれば太陽光パネルは少なくともあと4〜5枚(✕200Wなので0.8kW〜1.0kW)、
張り出すような屋根に出来れば、8〜10枚(1.6kW〜2.0kW)は載せられたと思います。
が、我が家の家造りは中の間取り、利便性、動線、外観デザインと価格のバランスを
重視して作りましたので、太陽光は期待できませんでした。

結果的には10kW以上搭載出来たこと + 42円全量買い取り制度に乗れたため、
太陽光発電所を構える決断となりましたが、10kW搭載が出来なければ、
恐らく夢発電は見送ったと思います。
例え10kW搭載出来なかったとしても、太陽光発電のために外観デザインを
変更することはありませんでした。

ですから、我が家の場合はホント只のラッキーだったと言えそうです(笑)

それで、一応1.5寸勾配の天井か、3.5寸勾配の天井か、悩んだことは悩んだのですが、
今思えば悩んだ「ふり」をしていただけかも知れません。

どういうことかと言いますと、我が家は一条に決める前、積水ハウスと話をしていました。
仮契約前の段階で、こちらの希望を伝えて積水ハウスに図面を起こしてもらうというフェイズです。

積水ハウスはご存知かと思いますが総二階が一番お安く、家の形を複雑にすればするほど
価格が高くなります。

積水ハウスでは予算的にギリギリだったため、総二階で間取りを検討していました。
屋根形状は、総二階真四角で一部を片流れとしたイメージです。

片流れの傾斜と見栄えが全く分からず、この時期は積水ハウスで建てられたお宅の
外観デザインを見て回っていました。

そんな中、4、5、6寸勾配のお宅を見ながら、第一印象で私は「傾斜のきつい屋根は
あまり好きじゃない」と思ったのです。

ただそれだけで、単なる外観的イメージのみで傾斜のついた屋根を嫌い、1.5寸勾配で
設計を進めてそのまま家を立てました。

意外な理由で3.5寸勾配がおススメ

発電効率という面では、1.5寸でも3.5寸でもあまり変わりませんので、お好きな方を
選択されると良いのではないかと思います。
が、意外な、他の理由がありまして、もしデザイン的なお好みがない(どちらでも良い)
のであれば、3.5寸勾配をお勧めします。

以下にその理由をご説明します。

昨年(2014年)の2月にあった大雪。ご記憶に新しいところと思います。

2014年2月7日、夕方過ぎから降り始めた雪は怒涛のごとく積もっていきました(笑)
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そして翌朝。
どっさり積もった雪を見て、ふと思ったのでした。
「いつ発電再開になるのだろう」
と。

2014年の2月は気温の低い日が続いており、日中でも7℃、6℃といった日が続きました。
大雪後、我が家の1.5寸勾配の屋根に堆積した雪は1日経っても2日経っても殆ど解けず、
暫くの間発電の障壁となりました。

どのような状況であったかというと
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8日 0.0kW(大雪1回目)
9日 0.0kW
10日 3.9kW
11日 33.1kW
12日 26.7kW
13日 36.8kW
14日 0.0kW(大雪2回目)
15日 0.0kW
16日 0.0kW
17日 0.0kW
18日 2.0kW
19日 13.1kW
20日 26.9kW
21日 42.8kW
22日 43.4kW
23日 42.9kW
24日 41.1kW

このように、2回目の大雪の時は大雪当日を含めて丸々4日間は発電ゼロ、5日目にようやく
2.0kW(丸一日の発電量)、6日目で13.1kW、一日の予定発電量を40kWとした場合、7日目で
通常時の67%に回復、フル稼働再開まで8日掛かりました。

一方、我が家の近くに3.5寸勾配(らしき)i-cubeがありますが、雪の残り方が我が家と
全く異なりました。

3.5寸勾配i-cubeのお宅は、今回の雪が止んで1日後には屋根に雪が殆どない状況でした。

勾配がついた屋根ですと、

  • そもそも雪が堆積しづらい
  • 雪解けと共に屋根から落雪し易い

という状況ですよね。

我が家の1.5寸勾配は、この真逆で

  • 雪が積もりやすく堆積し易い
  • 雪が解け始めても中々落雪しない

という状況です。

2月は、気温の低さから発電には最適な環境ですので、大雪後のゼロ発電 or 極少発電は大誤算でした。
この大雪の前日は概ね一日中快晴でしたが、KMRR家では凡そ37kw/1日を発電しました。
これが3日続いているので、雪が無ければ3日合計100kwは発電していたことでしょう。
雪の影響が長引いたことで、先日の記事でもご紹介した通り、結果的に大きくシミュレーション値を
下回ってしまいました。

2014年2月の大雪、その金額的影響は?

仮に我が家が3.5寸勾配だったとします。
上述した、近所のi-cube宅の3.5寸勾配屋根を参考にすると、少なくみても
大雪後3日目からフルに発電が再開出来たことは確実です。

2月のこの頃、調べてみたところ1日あたり40kWの発電は見込めますので、
2/16〜2/20はフルに発電していた可能性が高いと思います。この間にロスした
発電量は、40kW/日✕5日間 - 実発電量(18日2.0kW+19日13.1kW+20日26.9kW)
を計算すると約158kWです。

売電金額は42円/1kWですので、2/16〜2/20にロスした売電金額は6,638円です。

これを高いと見るか安いと見るかは人それぞれですが、大雪時の屋根勾配は発電量に
影響が生じることとそのインパクトをお伝え出来れば、と思いましてシミュレーション
してみました。

 まとめ

屋根勾配について、デザイン的に好みがある方、1.5寸勾配が好きな方は気にせず
1.5寸勾配を選択されて良い範囲であると思います。

もし屋根勾配の好みが無いようであれば、太陽光発電の効率が多少良いというだけでなく、
雪の堆積なども考慮すると、3寸勾配がおススメです。

勿論、これと併せて雪止めについて考える必要があります。

我が家は年間を通してほとんど雪が降りませんので、雪止めは付けませんでした。
ですから、3.5寸勾配の屋根であれば雪が解け始めた段階で雪が屋根を滑り落ちて
くれたことと思っていますが、一方で水分を含んだ重たい雪が屋根から滑り落ちて
くろと危険!というケースもあり得ます。(勝手口やウッドデッキがある場合など)

この場合は雪止めを付けておくと多少は危険度を下げることが出来ます。

雪止めを設置することで雪が堆積してしまうのでは?と思われる方もいらっしゃるかと
思いますが、これも大きな影響はないと思います。
雪止めで塞き止められる雪の量には限界がある、ということと、3.5寸勾配であれば
雪止め付近以外の雪は流れ落ちてくれるからので、雪止め付近以外のパネルは発電を
再開してくれる可能性が高いと思うからです。

以上、長文駄文失礼しました。

コメント

  1. らなん より:

    はじめまして。先日アメンバー申請をさせて頂いたラナンと申します。コメント欄からの連絡が遅くなってしまいすみません。以前からKMMRさんのブログ参考にさせていただいてました。キッチンや子ども部屋、外観もとても素敵ですね。PC関係に不慣れで(写真の貼り付け方とか??)また、1歳と4月に入学する娘を寝かしつけてるうちに自分も寝てしまう母なのでf(^_^;ブログを書く方はトライできてませんが、南東北地方でi-smartの打ち合わせ中です。アメンバー承認よろしくお願いいたします。

    • KMRR より:

      >ラナンさん
      はじめまして、KMRRと申します。コメントを頂戴し
      有難うございます。

      アメンバー申請も有難うございました。先ほど承認させて頂きましたので、お手隙の際にご確認下さい。

      限定記事ではこちらの本ブログでは非公開とさせて頂いている間取り、外観など、詳細を載せているので、
      セキュリティ面を考慮して勝手ながらアメンバー承認を管理させて頂いております。

      現在お打ち合わせ中とのことで、羨ましい限りです。
      もう一度打ち合わせ段階に戻れるのであれば、あーすれば良かった、こうすれば良かったなど、
      色々思うところがありますので・・・^^;

      出来る限り失敗談は公開していきたいと思っておりますので、お時間のございます時に当ブログへ遊びに来て頂けましたら幸いです。

      今後とも何卒宜しくお願い致します。

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