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エネルギー収支 |
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太陽光発電設備のエネルギー源としての性能を比較するとき、エネルギーペイバックタイム（EPT）やエネルギー収支比(EPR)が指標として用いられることがある。これらは設備の製造やそれに必要な原料の採鉱・精製、保守などに投入されるエネルギーに対して、どれだけの電力が得られるかを示す。ライフサイクルアセスメント(LCA)の一環である。
現状で一般的な値はそれぞれEPTが1〜3年程度、EPRが10〜30倍程度とされる[太陽光発電のエネルギー収支（産業技術総合研究所）]
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産業を取り巻く状況 |
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・日本全体での2007年度の生産量は、輸出を含めて年間約911MW（=91万kW）で前年より5%弱の増加であった[日本における太陽電池出荷量の推移(JPEA)]。これは欧州などの成長率(57%)の10分の1程度である[renewable(欧州の2007年の市場は前年度比+57%)]。国内出荷は21万MWで前年より約22%減少、輸出は70万MWで16%増加、8割近くが輸出であった。また世界を対象とした業界紙（PV NEWS）の統計では2007年の生産量は前年よりも減少している（右図）。
・太陽電池の生産シェアは、企業別ではシャープのシェアが長らく世界一であったが、2007年にドイツのQセルズが急速に生産量を伸ばしてシャープを抜いた[Photon]。また日本全体のシェアも、欧州全体や他のアジア諸国全体に抜かれた（右図）。
・日本企業が海外の需要増加地域に生産工場を建設する動きも活発である。
・国内市場は1980年代から2005年までは指数関数的に伸びていたが、2005年度以降減少している。2005年度で新エネルギー財団による助成が打ち切られ、逆にこの頃にドイツなどで助成が本格化し、海外市場の魅力が相対的に増したためと指摘される[日経ＢＰ、メガソーラ−本番、日本の復権なるか？、2008年10月24日]。2007年度は2005年度の約2/3になっている[JPEAによる国内の生産量・出荷量の統計]。
・総生産量が91万kW程度にとどまった理由は前年に続き原料シリコン不足にあるとされるが、国内市場の縮小については政策的な不備が指摘されている。（#制度面での課題を参照）
・太陽光発電システムの価格競争力は量産規模に大きく依存するため、国内産業の競争力維持の観点からも法的環境整備の強化を求める意見が出ていた。また東京都など自治体ベースで独自の支援策を導入する動きも見られた[http://www2.kankyo.metro.tokyo.jp/kikaku/renewables/solarenergy.html]。与野党からもこうした声が出たのに応え、2009年2月に経産省は新たな助成制度の創設を発表している（上記）。
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セル、モジュール、アレイ |
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＜セル:太陽電池素子そのものをセル（cell）と呼ぶ。素子中の電子に光エネルギーを吸収させ、光起電力効果によって直接的に電気エネルギーに変換する（詳しくは太陽電池の原理を参照）。1セルの出力電圧は通常0.5〜1.0V程度である。複数の太陽電池を積層したハイブリッド型や多接合型では1セルの出力電圧そのものが高くなる。必要な電圧を得られるよう、通常は複数のセルを直列接続して用いる。また幾つかの薄膜型太陽電池では、複数の直列接続されたセルを一枚の基板に作り込むことで、小型でも高電圧を発生でき、セルを直列接続する結線工程も省力化できる。＞
＜モジュール:セルを直列接続し、樹脂や強化ガラス、金属枠で保護したものをモジュール（module, またはパネル panel）と呼ぶ。モジュール化により取り扱いや設置を容易にするほか、湿気や汚れ、紫外線や物理的な応力からセルを保護する。モジュールの重量は通常、屋根瓦の1/4〜1/5程度である。なお、太陽光発電モジュールはソーラーパネル（solar panel）と呼ばれることもあるが、この名称は太陽熱利用システム（太陽熱温水器など）の集熱器に対しても用いられる。＞
＜ストリング:モジュールを複数枚数並べて直列接続したものをストリング(string)と呼ぶ<ref name="SekkeiSekou">太陽光発電協会編、「太陽光発電システムの設計と施工」、ISBN 4-274-20273-9]</ref>。＞
＜アレイ:ストリングを並列接続したものをアレイ（array）と呼ぶ<ref name="SekkeiSekou"/>。＞
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太陽電池セル製造シェア |
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企業別シェアでは、2007年はドイツのQセルズ(9%)が世界1位である。また日本のシャープと中国のSuntechがそれぞれ8%で続いている[太陽電池セル製造シェア：日本経済新聞 2008年11月27日]。
また、国別シェアでは中華人民共和国が29%を生産し、以下日本 22%、ドイツ 20%、台湾 11%の順である
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太陽光発電 |
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太陽光発電（たいようこうはつでん、Photovoltaic power generation）は、太陽電池を利用し、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する発電方式である。ソーラー発電とも呼ばれる。再生可能エネルギーの一種であり、太陽エネルギー利用の一形態である。
導入費用が高めな代わりに、昼間の電力需要ピークを緩和し、温室効果ガス排出量を削減できるなどの特長を有する。近年の競争によって性能が向上し、設置や保守が容易である等の利点や、低炭素社会の成長産業としての将来性を買われ、需要が拡大している。
この項では、主に発電方式としての太陽光発電について述べる。発電の原理や太陽電池の種類などについては、「太陽電池」の項を併せて参照されたい。
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特に工夫したモジュール製品の例 |
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用途や環境に応じて、下記のように様々な種類の製品が市販されている。
・高効率で、より少ない設置面積で済むもの
・高温環境でも性能の落ちにくいもの（温度の影響の項を参照）
・強風対策品
・塩害対策品
・低角度設置に対応して、特に汚れが落ちやすくしたもの
・反射光を軽減して周囲に配慮したもの
・網目状のセルを使用し、ある程度の光を透過させるもの（半透過型；窓やビル壁面などに利用）
・着色して意匠性を持たせたもの
・軽量にして屋根への負担を特に軽減したもの
・裏面からも光を取り入れ、周囲からの反射・散乱光も利用して発電するもの
・フレキシブルで持ち歩きが容易なもの
・建造物の平面や曲面に接着剤で貼り付けるだけで設置できるもの
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温室効果ガス（GHG）排出量 |
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太陽光発電は設備の製造時などに際してある程度の温暖化ガスの排出を伴うが、運転（発電）中は全く排出しない。採鉱から廃棄までのライフサイクル中の全排出量を、ライフサイクル中の全発電量で平均した値（排出原単位）は数十g-CO2/kWhのオーダーであり、化石燃料による排出量(日本の平均で690g-CO2/kWh[http://www.env.go.jp/council/06earth/r062-01/2-4.pdf]）よりも桁違いに少ない。
・日本における排出原単位は、現状の一般家庭の場合で29〜78g-CO2/kWh（稼働期間20年の場合。30年に単純換算するとその2/3）と算出されている[みずほ情報総研、NEDO、太陽光発電システムのライフサイクル評価に関する調査研究、バーコード番号100012583]。削減効果の目安は660g-CO2/kWhとされる[温室効果ガス排出量の削減（産業技術総合研究所）]。
・欧州南部での見積もりでは、結晶シリコン太陽電池は現状で25-32g-CO2/kWh、将来は約15g-CO2/kWhに減少すると予測されている[ Alsema, E.A.; Wild - Scholten, M.J. de; Fthenakis, V.M.''Environmental'' ECN, September 2006; 7p.Presented at the 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, Dresden, Germany, 4-8 September 2006.] 。
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家庭での利用 |
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日本の環境では2008年現在、導入費用が回収できるまでに必要な期間は15〜45年と言われている。新築時に導入した場合は20年前後とも言われる。これは設備価格のほか、利子や電力料金、余剰電力の買い取り価格などで変化する。
・システムの平均価格は新築の場合で57万円/kWpである。既築の場合の平均は74万円/kWpである
・4kWpの設備を57万円/kWpで導入し、パワーコンディショナー交換やメーターなどの費用が30万円かかり、金利が無く、買い取り価格が25円/kWhであり、2009年1月から開始予定の経産省の補助金を受けた場合では、23年かかると計算されている[太陽光発電の損益分岐点【2008年版】、AllAbout、2008年11月28日]。
・条件が良ければ、十数年での回収が可能な場合もあるとされる[和田木哲哉、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]。
なおエネルギー収支やGEG排出量の面で考えると、1〜数年で元が取れる（太陽光発電の環境性能を参照）。
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公共施設での利用 |
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施設の通常時の電力供給用、および商用電源停電時の電源の確保・環境保護のために、災害の際の避難場所に指定されている公共またはそれに準じた施設に太陽光発電装置を設置することが行なわれている。導入時の負荷軽減のため、各省庁による各種の補助策も実施されている。
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経年劣化と寿命 |
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太陽光発電システムには大部分の製品が稼働できると推測される「期待寿命」と、メーカーが性能を保証する「保証期間」がある。メーカーの製造ミスなどで早期に出力低下などのトラブルが起こることもある。通常の経年劣化による出力低下は20年で１割未満と報告されている。
・屋外用大型モジュールの場合、過去の製品の結果などから、一般的には期待寿命は20〜30年以上と考えられている[耐用年数と補修、JPEA]
・メーカー等による屋外用モジュールの保証期間としては、10〜25年ぐらいの性能保証を付けて市販される例が見られる["module years guarantee"などのキーワードでの検索結果による、2008年12月時点。]。
・モジュールは年月と共にゆっくりと性能が低下する。低下量は結晶シリコン等の場合、多くの製品は20年間で1割未満と報告されている[E.D.Dunlop他、Prog.Photovolt.Res.Appl.14,p.53,2006年]。
・モジュールの強化ガラスとセルとの間には通常EVA等の樹脂が充填される。昔の製品ではこの樹脂が紫外線で黄変（browningまたはdarkening）して性能が急速に劣化する場合があったが、樹脂の改良やガラスにセリウムを添加するなどの対策で解決された[W.H.Holley][http://www.jdsu.com/product-literature/sccrrg_ds_co_ae.pdf(JDSU)][D.L.King]。
・経年劣化によって発生する代表的な変化としては、セルを固定しているEVAなどの樹脂がはがれたり（delamination)、湿気がモジュール内部に侵入して電極の腐食を起こすなどの例が挙げられる[M.A.Quintana,][A.Realini]。製造企業の技量不足により、比較的早期に発生して交換の対象になる例もある[Niels]。
・アモルファスシリコンを用いたモジュールは屋外光で劣化しやすかったが、これも現在では長寿命化され、20年以上の性能を保証する製品も出現している[http://www.uni-solar.com/interior.asp?id=100]。太陽電池の項も参照。
・太陽電池の型式によっては、使用開始時に数%程度性能が低下し、その後安定する挙動を示す（初期劣化）。定格値としては初期劣化後の値（安定化効率）が用いられる[太陽電池技術開発動向,NEDO][太陽光発電新時代の現状と将来の展望,NEDO]。
・製品の寿命を予測するための加速試験手法としては塩水噴霧や紫外線照射、高温多湿（Damp Heat）環境試験などが用いられる。検証手段としては実際に屋外の環境に晒すフィールドテストが1980年代から大規模に行われ、現在20数年分のデータが蓄積されている[Ewan]。
・パワーコンディショナーなどの周辺機器にも寿命（10年〜）があり、部品交換などのメンテナンスが必要である。参考データの項も参照。
・人工衛星の電源など宇宙空間での利用においては、温度差200℃程度の範囲に及ぶ周期的な温度変化、打ち上げ時の振動、放射線による劣化などに対応できる必要がある[宇宙用単結晶シリコン太陽電池][[www.aero.osakafu-u.ac.jp/as/lab3/ 衛星の開発と設計について]（大阪府立大学 小木曽研究室資料）]。このためモジュール（パドル）の構造、セルの材料や構造など各部に亘って対策が施される。
・太陽光発電モジュールは長寿命であるため、それを取り付ける架台および施工部分にも長寿命が求められる。また一般の建築物同様に数年ごとの保守点検が推奨され、メーカーや代理店によっては定期保守点検のプランを用意している場合もある。点検項目のガイドラインとしては日本電機工業会が定めたものなどがある[技術資料JEM-TR228、小出力太陽光発電システムの保守・点検ガイド、平成15年12月、日本電機工業会]。
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独立蓄電 |
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発電した電力を二次電池に蓄電してその場で利用し、外部送電網に接続しない形態。夜間や悪天候時の発電量低下時も太陽光発電にて電力を供給したい場合に利用される。後述の系統連系に比して、蓄電設備のコスト（金銭・エネルギー・CO2排出量）が増えるため、外部からの送電コストが上回る場合や、移動式や非常用の電源システムなどに用いられる。一般に消費電力が比較的少なく、送電網から遠い場合にメリットが大きくなる。また送電網にごく近い場合でも、送電電圧が高い場合はやはり太陽光発電による独立電源システムが安くなることがある。一般向けに、手の平程度の大きさの最大電力点追従装置(MPPT)に自動車用バッテリーを組み合わせる製品なども市販されている[たとえばhttp://www.morningstarcorp.com/]。以下、利用例を幾つか列挙する。
・携帯用小型機器
携帯用小型機器では、電卓・ライト・腕時計など、消費電力の少ない携帯機器を一次電池や商用電源による充電不要で利用するために超小型のものが使用される。小型一次電池による電力が比較的高価なためコストの面でも効果がある。電気二重層コンデンサによる蓄電も行われる。
・送電網が未熟な国々や地域で民生用電化製品の電源として利用
・無線通信網の中継局や航空管制局[http://www.pvsystem.net/mongolia/mngpvabs2.html]
・燃料の輸送や冷却水の確保が難しい地域の電源として利用
・庭園灯や街路灯、駐車券発行機などでメンテナンスや配線のコスト削減のために利用
・非常時の電源確保
・軍用、キャンプ用（可搬式）
・自動車のバッテリー補助
愛好家がハイブリッド車に載せるなどの例がみられたが[SolarElectricalVehicles（ハイブリッド車に太陽電池を装備するサービスを行う企業）]、2009年にはトヨタがプリウスに正式に搭載することを発表した[トヨタ、プリウス公式サイトより、2009年1月]。
・船舶のエネルギー源
船舶の補助動力としての利用も検討されている。2008年、日本郵船と新日石が自動車運搬船で試験することを発表している[日本郵船、新日石 太陽光活用の大型船舶を開発、MSN産経ニュース、2008.8.26]。
・宇宙空間での利用
地球を回る人工衛星や、太陽に近い所を飛ぶ惑星探査機などに使われている。なお木星など遠距離の惑星へ行く惑星探査機は、太陽からのエネルギーが小さくなってしまうため太陽光発電は通常使われないが、ミッション内容次第では利用の可能性がある[http //www.isas.ac.jp/ISASnews/No.288/mission-05.html]。
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発電コスト |
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太陽光発電のコストの相場は、いまのところ他の電源の数倍とも言われる。電力量あたりのコストでは価格競争力が不足するため、現時点では普及促進に際して助成が必要とされる[IEA,]。普及に伴い、ほぼ経験曲線効果に従って価格が低下している[Thin]。2008年末の時点で比較的高出力（125Wp以上）のモジュールについては需要逼迫による価格の高止まりが数年間続いていた[solarbuzz]が、2009年は結晶シリコン原料の生産量増加によって値下がりが見込まれている[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][PV Vol.26, No.5, May 2007.]。一部の薄膜太陽電池生産企業は既にそれに近い生産コストに到達したと表明している[Firstによる、2008年3Qのコスト]。
こうしたことを踏まえ、”2030年ごろになっても経済的に自立できない”などとする主張は誤りであるとの指摘もなされている[JPEA,][IEA]。促進政策の弱さが指摘され、新たな対策が策定されつつある（太陽光発電のコスト#政策を参照）。
太陽光発電のコストは、一般的に設備の価格でほぼ決まる。運転に燃料費は不要であり、保守管理費用も比較的小さい。エネルギーセキュリティ向上などの付加的なコスト上のメリットも有する。また特に昼間の需要ピークカットのコスト的メリットが大きいとされる（[エイモリー・B・ロビンス「スモール・イズ・プロフィタブル(Small is profitable)」ISBN 4-87973-294-X]P.131-132, [Solar Revolution / The Economic Transformation of the Global Energy Industry, Travis Bradford, The MIT press, ISBN 978-0-262-02604-8]P.131など）。他電源に対するコスト競争力は比較条件にも依存し、用途などによっては現状でも価格競争力を有する。途上国で送電網が未整備な場合、消費電力に比して燃料輸送費や保守費が高い場所など（山地、離島、砂漠、宇宙等）では、現段階でも他方式に比較して最も安価な電源として利用されている。蓄電池を用いた独立型システムにおいても、今後の価格低下と途上国などでの普及拡大が予測されている[W.Hoffman(EPIA),R.Kubis(EUROBAT),The]。
太陽光発電そのもののコストのほかに、火力発電の発電量の削減を進めるに伴い、需要と供給の各種変動のギャップを埋める費用の発生も見込まれている。これは風力発電や原子力発電など他の電源も関連する事項である。送電網の機能強化や需要側の制御も含めたスマートグリッドなどの総合的な対策が各国で検討・推進されている[SmartGrids（欧州のスマートグリッド開発推進機構）][A][U.S.]。
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資源量 |
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太陽から地球全体に照射されている光エネルギーは膨大で、地上で実際に利用可能な量でも世界のエネルギー消費量の約50倍と見積もられている[山田興一・小宮山宏「太陽光発電工学」ISBN 4-8222-8148-5]。たとえばゴビ砂漠に現在市販されている太陽電池を敷き詰めれば、全人類のエネルギー需要量に匹敵する発電量が得られる計算になる[太陽光発電って何だろう(NEDO)]。日本においても、需要より遙かに多い量を置けるだけの場所があると見積もられている。
太陽光発電システムの生産に必要な原料も基本的に豊富であり、少なくとも2050年頃までに予測される需要は十分に満たせるとされる[PV,米国国立再生可能エネルギー研究所(NREL), DOE/GO-102004-1834, January 2004]。シリコンを用いる太陽電池では、資源量は事実上無限とされる。またシリコンを用いない太陽電池についてはインジウムなどの資源が将来的に制約になる可能性があるが、技術的に使用量を節約することで2050年以降も利用可能ではないかと見られている[New]。太陽電池専用のシリコン原料（ソーラーグレードシリコン）の生産技術も様々なものが実用化されており、精製に必要なエネルギーやコストも大幅に削減されると見られている。
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出力変動 |
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太陽光発電は天候によって出力が変動し、曇天時や雨天時は晴天時に比較して大幅に発電量が低下する。また夜間は発電しない。系統連系においては、変動が速すぎると他の電源による調整が追いつかなくなるおそれがある。この変動への対応は、大きく２種類の変動への対応に分けられる
比較的短い周期（数秒〜数十分）の変動について::
太陽光発電のような分散型電源に於いては、規模が大きくなり、設置場所が分散するほど速い変動成分が平滑化され、電源網側での対処が容易となる。これはならし効果と呼ばれ、これによってある程度の導入量までは問題は無いとされる[出力変動と緩和策（産業技術総合研究所）]。米国などにおける調査では、特別な対策をしなくても系統負荷の3割以上の設備容量の系統連系が可能とされている（
比較的長い周期（数時間〜数日）の変動について:
系統連系が主体の導入形態の場合、導入量が少ない段階では、この変動については当面大きな心配は無いとされる
モジュールを様々な方向に向けて設置している場合、個々の方向で出力が最大になる時間帯がずれるため、正午の瞬間最大出力が低くなる代わりに、他の時間帯の出力が増加する。一方、電力の需要量は時間帯によって変動し、一般的に午前よりも午後の方が大きい[日本における一日の電力需要の変化の例：電力の需要量の変化とその対応]。このため固定式のモジュールの場合、電力需要との整合性を取る観点からは、真南よりも多少西向きに設置するのが好ましい。米国サクラメント市における解析例では、20度の傾斜を持たせて設置する場合、真南から30度西にずらすと、総発電量は約1%減少するが、容量が系統に貢献する度合いは25%近く増加し、全体では経済的価値が大きくなると報告されている[H.Wengerら,1996年]。また冷房需要の多い地域では、日照と電力需要の相関関係が高くなるため、太陽光発電の価値が相対的に高くなる（
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主な影響要因 |
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太陽光発電の発電電力当たりのGHG排出量や投入エネルギー量は、システム製造工程と、設置環境において発電できる量でほぼ決まる。運転時は燃料を必要とせず、GHGを排出しない。メンテナンスや廃棄時に排出するGHGや投入エネルギー量も僅かである。
・システム製造時のGHG排出量や投入エネルギー量は、システムに用いる太陽電池の型や、量産に用いる技術、量産規模などに影響される。一般に単結晶シリコン型が最も多く、これに多結晶シリコン型が続く。薄膜型（アモルファス、CdTe、CIGS、積層型など）は少ない。また生産規模の影響については、例えば10MWから1GWになると、投入エネルギー量がさらに半分以下になると計算されている
・実際の設置地域で寿命までに発電できる量は日照時間や温度などの影響を受ける。緯度や気候のデータ、過去の実績などから大まかな予測が可能である[太陽光発電の発電量（産業技術総合研究所）]。
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制度面での課題 |
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・日本のRPS法においては現在、電力供給者に一定比率の再生可能エネルギーの供給を義務づける「固定枠（quota;クォータ）制」が採られている。この固定枠制では、義務枠達成を理由に再生可能エネルギーの購入を拒否する事例が現実に発生するなど、逆に普及の妨げになる場合がある。近年の欧米各国での実績からは、電気料金から明示的に資金を振り向けて購入価格を法的に優遇し、導入を利益で誘導する固定価格買い取り制度（フィードインタリフ制度）が再生可能エネルギーの普及とコスト低減により有効とされており（例1 例2）、他の方式から固定価格買い取り制度へ切り替える国も現れている2004年時点での導入状況のまとめ。また固定価格買い取り制度を積極的に導入しているドイツでは、これによって導入コストを許容範囲に抑えつつ、2020年までに電力の25%を再生可能エネルギーだけで供給可能になる見込みである（ドイツ環境省による報告）。このため日本でも同様の制度を導入すべきとの意見が出されていた（例）。
・福田ビジョンにおいては太陽光発電の導入量を大幅に増やすとの方針が打ち出されたが、経済産業省が出した「緊急提言」[新エネルギー政策の新たな方向性：緊急提言（案）、経済産業省、2008年6月24日]で補助金の復活が示唆されたため、逆に買い控えを招いた[東京新聞、2008年7月3日の記事（緊急提言案により買い控えが発生、業者も困惑）][緊急提言案に対する批判の例1]。この緊急提言では、助成制度として効率が良いとされる固定価格買い取り制ではなく、旧来の補助金制度である点も批判された[緊急提言案に対する批判の例2][緊急提言案に対する批判の例3]。
・電力の側の買い取り価格が揚水発電所とほぼ同じコストで購入されるならば多くのケースで投資費用が回収可能となり、普及が促進されるとの指摘もある[http://trust.watsystems.net/heijyunkahiyouhutan.html]。
・与野党からも助成制度の強化を求める意見が出たことから、2009年2月、経産省は方針を転換し、助成制度の強化を発表した。既存設備も対象になるとしており、買い控えへの対策がなされている。固定価格買い取り制度#日本における状況を参照。
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太陽光発電に関する誤解例 |
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太陽光発電に関しては、下記のような主張が見られることがある。いずれも誤り、もしくは都市伝説とされる。[[http://unit.aist.go.jp/rcpv/ci/about_pv/supplement/Supplement_EPT.html [Q&A] 太陽光発電のEPT/EPRについて]（産業技術総合研究所）][What(米国国立再生可能エネルギー研究所(NREL)][Learning（米国エネルギー省）]
・「太陽光発電は、製造〜設置・運転〜廃棄までのライフサイクル中に投入する以上のエネルギーを発電できない。」
→ 通常は原料採鉱から廃棄までのライフサイクル中に必要とする全エネルギーの10〜30倍程度のエネルギーを供給できると見積もられる
・「価格から考えて、エネルギー的に元が取れない。」
→ 価格と使用エネルギーがどのような場合でも完全に比例するという前提に基づいていると思われるが、そのような主張は誤りである
・「太陽光発電は、温室効果ガス排出量削減に貢献できない。」
→ 誤りである。太陽光発電は現在の平均的な系統電力の排出量よりも桁違いに少ないGHG排出量で済む
・「太陽光発電は、温室効果ガスの排出量やエネルギー収支で、既存のどの発電方式にも劣る。」
・「太陽光発電は、生産に必要なエネルギーやCO2の元を取るのに10年ぐらいかかる。」
→ 現状と大きく異なる条件、もしくは不適切な手法で計算しているためである。エネルギー収支や温室効果ガス排出量の観点からは、２年前後でペイバックする
・「太陽光発電は高価すぎ、絶対に自立できない。」
→ 1980年代からコストを数十分の１に減らしてきた実績があり、かつこれからもそれは継続する見込みである
詳しくは太陽光発電の環境性能も参照されたい。
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系統連系 |
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太陽光発電システムを、電力会社の送電網に繋げる形態を系統連系という。太陽電池モジュール→パワーコンディショナー→商用電源という接続形態を取る。発電量が設置場所での利用量を上回る分は電力会社に買い取って貰う（売電）。また、売電電力を送電網に送ることを逆潮流と呼ぶ。夜間や悪天候時など、発電量を利用量が上回る時は系統側からの電力供給で補う。独立蓄電形態のような大容量の蓄電設備が不要なため、コスト・GEG排出量・ライフサイクル中の投入エネルギーが最小限で済む。近くに送電網が来ている場合は、通常この形態で利用する。
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温室効果ガス（GHG）の排出量とエネルギー収支 |
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太陽光発電のGHG排出量は化石燃料電源の排出量より格段に少なく、利用することでGHG排出量を削減できる[温室効果ガス排出量の削減（産業技術総合研究所）]。またEPT（後述）やエネルギー収支の点でも実用水準であるとされる[太陽光発電のエネルギー収支（産業技術総合研究所）]。
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特徴 |
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太陽光発電は従来の集中型電源とは様々な点で異なる特徴を持つ。電源としては、昼間時のみに発電することが最大の特徴である。再生可能エネルギーの一種であり、二酸化炭素などの温室効果ガス（Greenhouse Effect Gas, GEG）の排出量削減に貢献し、運転用燃料の調達リスク（コスト）が無い。最大の欠点は商用電源として導入コストがまだ比較的高いことであり、価格低減や普及促進の政策を採る国が多い。一般に、下記のような長所や短所を有する。
利点・特徴
・装置に可動部分が無いものがほとんどで、機械的にメンテナンスフリーである。
・分散型電源のため、災害などの有事における影響範囲を小さく抑えられ、非常用の電源となりうる。
・日本のソーラーパネル製造業は質が優れ、輸出産業としての将来性が高い。
・構成材料の大部分がリサイクル可能で、原子力発電のように放射性廃棄物になることもない。
・他の電力施設と比較して、小規模でも効率が低下しないため、任意の規模で利用できる。
・需要地に近接して設置できるため、送電のコストや損失を低減できる。
・原子力・火力等の発電と比較して、冷却水・廃棄物・排気などの発生がない。
・建築物の屋根・壁面にも設置できるため、土地を占有せずに設置することも可能。水力・原子力・火力などの発電方式と比較して設置要件が少ない。
・太陽光を利用する再生可能エネルギーであり、化石燃料に依存しない。
・発電量あたりの温室効果ガスの排出量が比較的少ない。
・出力ピークが昼間電力需要ピークと重なり、需要ピーク電力の削減に効果がある。
・設置国のエネルギー自給率を向上させる。
欠点・課題
・2007年時点で電気的・機械的部品の寿命と総発電量を用いて計算した場合、発電電力量当たりのコストが他の発電方法に比べて2?3倍と割高。
・発電電力が天候に左右される（曇天・雨天時、パネルに積雪した場合は発電量が低下する）。
・夜間は発電できず、蓄電性もない。
・太陽光利用のため、設置面積当たりの発電電力量が既存の発電方式に比べて低い。
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日本国内で導入可能な規模、導入効果の目安 |
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太陽光発電は集中型発電所などに比べれば比較的大きな設置面積を必要とするが、日本においても設置面積は不足せず、潜在的には必要量よりも桁違いに多い設備量（7984GWp = 約8TWp分）が導入可能と見積もられている。このため太陽光発電導入量は、安定電力供給の電源構成上の観点から決まるとされる[日本で導入できる量（産業技術総合研究所）]。そのような観点から導入可能な設備量は102GWp〜202GWp程度と言われる。その中では、建造物へのソーラーパネル設置により期待される導入量が多く、積極的に開発を進めた場合の将来の導入可能量は戸建住宅53GWp(ギガワットピーク)、集合住宅22GWp、大型産業施設53GWp、公共施設14GWp、その他が60GWpなどとなっている[2030年頃までの技術発展を想定したときの国内導入可能量（MW）（NEDO 新エネルギー関連データ集）]。
ソーラーパネル普及後の太陽光発電による年間発電量が100GWp（=1億kWp）になれば、日本の年間総発電量の約10%に相当する（200GWpで約20%、8TWpで8倍の計算）。
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