太陽光発電
固定価格買い取り制度(フィード・イン・タリフ制度)で法的に電力買取価格を保証する国が増加し、普及促進効果が報告された。普及量世界一のドイツでは国内の設備導入費用が2006年から5年間で半額以下になった。一方で供給過剰と価格低下でQセルズ、ソロン、ソーラー・ミレニアムが破綻した。また、電気料金への転嫁による消費者負担も問題となり、2012年6月ドイツ連邦議会は買い取り価格の20 - 30%の引き下げに同意し同年4月に遡って適用された。
欧州委員会は2007年1月に、2020年にはEUで電力の34%程度が風力や太陽光などを含む再生可能エネルギーで賄われる可能性があると予測した。2008年12月には、2020年までにエネルギー需要の20%に再生可能エネルギーを使用すると決定した。
モジュール製造で中国がシェアを大幅に拡大した。米国は中国による政策的ダンピングとして高率関税をかける決定を下し、中国は米国をルール違反として反論する等、貿易戦争が激化した。
日本は1970年代のオイルショックから開発と普及に力を入れ、生産量や導入量で長く世界一であり。2000年ごろまで太陽光発電量は欧州全体より日本1国が多かった。
2004年頃には世界の約半分の太陽電池を生産していたが2010年の生産世界シェアは9%である。生産自体は2GWpを超えて増加しており(右図)半分以上を輸出する。輸入量は国内販売量の約16%である。国内出荷量の約8割は住宅向けで一戸建て向けが中心であるが近年は集合住宅での導入例も見られる。
2005年に新エネルギー財団 (NEF) の助成が終了すると国内市場は縮小し、価格が下がらなくなった。
2008年以降助成策強化で国内市場は拡大し価格が下がり始めた。(右図) 太陽光発電の市場動向#歴史的経過 関連産業の規模は2010年度見込みが約1.3兆円とされた。2011年度に約1.5兆円に拡大するとする。約半分がセル・モジュールで半分が他産業の分である。関連雇用は4万人を超えたとする。
2011年3月の東日本大震災後、日本政府による自給エネルギーの確保と低炭素社会の実現という政策で、化石燃料や原子力に依存し過ぎないエネルギーミックスを推進。2012年7月には再生可能エネルギーの固定買い取り制度が導入され、新規事業者の参入が相次いだが、その後の買い取り価格の段階的な引き下げで市場拡大のペースが鈍化、事業者の乱立の影響もあり競争は激化し、早くも淘汰の時代に入り、倒産業者数も2015年度には54件と前年度比較で倍増、2016年には1月ー9月だけで42件(負債総額185億200万円)に上った。2016年には日本ロジテック協同組合(東京都)、太陽エナジー販売(神奈川県)、サン・エコイング(兵庫県)などが倒産した。
2015年4月30日、東京証券取引所がインフラファンド市場を創設し、太陽光発電を投資対象とする投資法人が上場している。
国内ではメガソーラーなどの大規模発電に適した土地が少なくなっている。2018年において住宅の屋根に太陽光発電を置いているのは全国で約200万戸であり、これは住宅全体の7%である。国民が多額の費用を負担することにより太陽光発電の普及を後押しする買い取り制度について、19年には50万件・200万キロワット分の太陽光発電の買い取り義務が終わる。太陽光発電協会は50年に2億キロワットの国内累積導入量を目指す長期目標を立てた。
日本では2011年現在余剰電力買取制度(固定価格買取制度)と国・自治体の各種助成策が実施された。2012年からはさらに公共産業向け設備への全量買取制度が導入されると共に、他の再生可能エネルギーも全量買取対象に加わる。これらの制度はFIT制度と呼ばれているが、2020年にはFIT制度は廃止される見込みだ。
共同で太陽光発電所を設置・運営し売電収入を分配する市民共同発電所の設置例・検討例がある。
これらのFIT政策により太陽光発電導入は2013年から急激に進み、
太陽光発電設備の発電能力容量は2015年の末までには3000万kW(30GW(ギガワット))であったが、2017年3月にはほぼ40GWに達した。https://solarjournal.jp/solarpower/22325/。 さらに太陽光発電協会は2018年中には累積発電能力容量は40-50GWになるだろうと予測した。 実際に、政府の再生可能エネルギー調達価格等算定委員会は2018年3月の発電能力容量は44.5GW、2019年は56GWであったと発表した。政府の2030年エネルギーミックスの太陽光導入目標値は88GW以上とされたが、これは達成可能な数値であり、むしろ導入抑制のために政府はメガソーラー認定取り消しを実施した(2030年エネルギーミックスの再生可能エネ発電導入は目標22-24%だったが、2021年の政府方針では30%程度に引き上げる)。実際の発電量については、2018年の日本の全発電量に占める再生可能エネルギー発電量は15%だったが、そのうち従来水力発電が7%、太陽光発電7%、その他が1%であった。2019年には再生可能エネルギー発電量は16%より多くなり、この中で太陽光発電量が増えて水力発電量を追い越す。2030年には再生可能エネルギー発電量は30%程度になる予定。
太陽光発電の日本平均の設備利用率は夜昼年間を通すと全体の13%だと計算されている。すなわち日本の天候では年間365日x24時間すなわち8760時間のうち1100時間だけ、太陽光パネルがフル発電しそれ以外の時間は休止している計算である。結果として1kw太陽光パネルは日本では1年間に1100kWh発電する。40GWの太陽光発電装置による年間発電量は、40GWx1100時間=年間440億kWh程度であり、2017年の日本の電力総需要(0.9兆kWh)の5%以上が太陽光発電でまかなわれた。日本では2018年の昼間電力については1割以上を太陽光発電に依存している。
晴れた日の昼間は冷房のため電力需要が12時以降に増加するが、太陽光発電の発電量も10時から14時までが最大で、夏の冷房等電力需要と供給の時間バランスはおおよそ一致している。
10-14時は定格発電能力の6-7割の出力があり、需要の増加に対応して太陽光は電力供給量を補うことができている。少し古いデーターだが2015年夏の場合、沖縄電力を除く他の9電力会社の管内では10-14時の時間帯に30GWの太陽光発電設備によって1千万kW以上すなわち原子力発電所10基稼働分程度の太陽光電気を供給してエアコン電力需要に対応した。半面、太陽光発電は4-5月と7-8月の正午頃に最大発電するので、その季節には再稼働原発数が多い九州電力では電力供給が上回り、昼間に太陽光電気の受け入れ拒否を行うことも増えてきた。
2021年には法規制を逃れるための「分割案件」が横行していることが経済産業省の有識者会議で問題視され、10kWh未満の地上設置型について分割時の審査が行われることになった。
2010年の日本の太陽電池生産企業はシャープ、京セラ、三洋電機(2009年パナソニックの子会社化後に解体)、三菱電機(2020年撤退)である。太陽光発電の市場動向
他にセル生産や部材供給に関わる企業が多数存在する(例:)。
中国やカナダ等海外からの日本市場参入が見られる。
2017年5月16日、兵庫県内の複数の太陽光発電所から送電ケーブルを盗んだ電気工事業者が逮捕された。被害は50件、約9,100万円。山間部など人目のつかない、警備の手薄な発電所が狙われており、状況によっては防犯体制などのリスクや対策費用が必要となること判明している。
住宅用ソーラーパネル設置には下記の困難がつきまとうので注意が必要である。
太陽光発電は屋根に設置することもあり、ちゃんとした工事をしないと雨漏りに繋がる。しかし訪問販売業者は、施工コストを削るために足場が必要な現場でも設置しない、下請け業者を使って安く済ませる、メーカーの認定を受けていない等、工事の質が悪い。
雨漏りについては、建築した業者に許可等がなく設置をすると、建築した会社の保証なども利かなくなり、さらに訪問販売業者の対応もずさんであると、住宅にとって、雨漏りは構造躯体の腐食、シロアリの原因など致命傷に直結する。そういった防水処理の知識がない、または経験の浅い業者での施工により雨漏りに繋がっているケースも多々ある。
2019年1月28日、消費者庁消費者安全調査委員会がまとめた報告書によれば、2017年11月までの約10年間で住宅用太陽光発電システムから火災、発火、発煙、過熱が生じた件数は127件。うち、少なくとも7件は屋根側にも延焼した(ただし、住宅用太陽光発電システムは、2018年10月時点で全国約240万棟に普及しており分母になる数は非常に大きい)。火災となったケースは、いずれもシステムと屋根が一体型となったもので、報告書では注意を呼びかけている。
個人宅屋根やビルなど巨大施設屋上及び壁面・平地への太陽光パネル設置と異なり、山地丘陵での森林伐採など山林を切り崩しての太陽光パネル設置(工事)に加え、建設後に関しては水質汚濁や豪雨災害時における土石流、地滑りなど土砂災害の危険や土壌流出などによる砂漠遷移化といった自然環境破壊を招くことがある。そのため、景観への悪影響や土砂災害を誘発するおそれがあるなどとして、特に大規模太陽光発電所(メガソーラー)への反対運動が各地で起こっている。2021年4月1日時点で太陽光発電設備関連の設置規制条例が146市町村で設けられ､都道府県単位でも兵庫や和歌山､岡山県では制定されている。
宇宙で太陽光発電を行う宇宙太陽光発電構想があり、日本、アメリカ、欧州等で研究が進められている。
太陽光発電用の人工衛星を打ち上げ、発電した電力をマイクロ波またはレーザー光に変換して地上の受信局に送信し、地上で再び電力に変換する構想である。宇宙空間の太陽光は、大気で減衰される地上より強力であり、大気圏外では地球上の天候(雲)や季節に左右されない。
太和田喜久 『太陽光が育くむ地球のエネルギー』 ISBN 4872593030。 - 太陽電池に関する入門書
岡本博明・太和田善久 『薄膜シリコン系太陽電池の最新技術』 ISBN 4781301347。 - 太陽電池に関する専門書
『図解最新太陽光発電のすべて』 工業調査会編、2009年7月。ISBN 4769371713。
『太陽エネルギー利用技術』 日本太陽エネルギー学会編。ISBN 4-274-20278-X
浜川圭弘・桑野幸徳 『太陽エネルギー工学』 ISBN 4-563-03603-X。
和田木哲哉(野村證券) 『爆発する太陽電池産業』 東洋経済新報社、2008年11月。ISBN 978-4-492-76178-6。
太陽光発電所ネットワーク「わが家ではじめる太陽光発電」2004/06 合同出版
斎藤勝裕「よくわかる太陽電池」2009/02 日本実業出版社
クリーンエネルギーライフクラブ「広がる広がれ太陽光発電」 2009/07 西田書店
「徹底特集『太陽光発電』なぜ今,太陽電池なのか?」 雑誌「Newton」 2009/09
岩堀良弘「『発電貯金』生活のススメ」 2010/1 合法令出版
山下和之「太陽光発電は本当にトクなのか?」 2010/04 毎日コミュニケーションズ
瀬川浩司他「太陽電池のしくみ」サイエンス徹底図解 2010/05 新星出版社
加藤和彦「太陽光発電システムの不具合事例ファイル」 2010/07 日刊工業新聞社
「わが家も太陽光発電」 2010/06 朝日新聞出版
石川 憲二「自然エネルギーの可能性と限界」2010/07 オーム社
佐藤勝昭「太陽電池」のキホン 2011/04 フレックスコミックス
小西正暉他「太陽光発電システムがわかる本」2011/04 オ-ム社
「エネルギー総選挙」電力の政権交代が起きる日 2011/07 日経ビジネス
円居総一「原発に頼らなくても日本は成長できる」2011/07 ダイヤモンド社
「徹底比較!「新エネルギー」がよくわかる本」レッカ社 PHP研究所 2011/08
「今こそ知りたい最新ガイド太陽光発電」NEWTON別冊 2011/08 ニュートンプレス
「よくわかる最新火力発電の基本と仕組み」火力発電の原理と現状を基礎から学ぶ 火力原子力発電技術協会 2011/09  秀和システム
太和田善久「プロが教える太陽電池のすべてがわかる本」2011/09 ナツメ社
川村康文著「自分で作る太陽光発電」(大人の週末工作) 2012/05 総合科学出版
中村昌広「自分で作るハブダイナモ水力発電」(大人の週末工作)  (著)2012/07 総合科学出版
川村康文著「自分で作るハブダイナモ風力発電 + 」(大人の週末工作) 2012/11 総合科学出版
ゲーリー・スナイダー + 山尾 三省「聖なる地球のつどいかな 」山里勝己監修2013/04 新泉社
中村昌広 (著) 「自分で作る風力発電」( 大人の週末工作)2013/06 総合科学出版