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太陽光発電の耐用年数と劣化を防ぐ方法

太陽光発電の耐用年数はどのくらいなのでしょうか。固定価格買取制度の買取期間は20年なので、それ以上だと考えられます。30年以上も運用されている太陽光発電も複数あります。その一方で、税制における耐用年数は17年です。実際には、どうなっているのでしょうか。

ここでは、太陽光発電の耐用年数と寿命の関係、耐用年数を迎えた際の対応についてご説明します。

太陽光発電の耐用年数とは

耐用年数には2つの意味合いがあり、一概に寿命を指すとは限りません。

  • 法定耐用年数:減価償却費の計算にもちいる税法上の耐用年数
  • 実際の耐用年数:設備の寿命の目安となる稼働年数

それぞれ全く異なる意味を持っているため、使い分けに注意が必要です。

法定耐用年数

法定耐用年数は、減価償却資産における減価償却費を求める際にもちいる、税法上の耐用年数です。売電を目的に運用される太陽光発電設備は、法定耐用年数として17年が設定されています。なお、減価償却資産は「時間をかけて資産価値が下がる資産」を指し、減価償却費は会計上の支出を見なす「減少した資産価値の金額」を指す言葉です。

こういったルールに則り、法定耐用年数が17年に設定された太陽光発電設備は、17年かけて少しずつ資産価値が下がるものと見なし、毎年下がった資産価値に相当する金額を経費として計上します。そのため、取得にかかる費用全額は初年度に負担するものの、会計上は取得費用を17年にわたり分割して経費計上している扱いとなります。

実際の耐用年数

実際の耐用年数は、いわゆる「設備の寿命」を指して使われる言葉です。太陽光発電が比較的新しい技術であるため、寿命の参考となるデータは乏しいものの、国内の太陽光発電設備には、30年以上の稼働実績があるケースが複数あります。これらの太陽光発電設備が設置された当時より、現在はさらに生産・施工技術が発達しているため、これから運用されるものは30年を大きく超えて稼働する可能性も十分に考えられます。

ただし、長期にわたる安定稼働には、定期的なメンテナンスが欠かせません。管理を怠れば、本来の寿命を下回ることが懸念されるため、国内事例の30年という稼働年数は「理想的な環境下」で運用した際の目安として認識してください。また、太陽光パネルと比べると、パワーコンディショナーの寿命は短く、運転期間中に1度は交換する可能性が高いと考えておいてください。

法定耐用年数は一部例外あり

太陽光発電設備の法定耐用年数は、基本的に17年が適用されるものの、これは売電を目的とするケースの規定です。国税庁が公表する「風力・太陽光発電システムの耐用年数について」を参照すれば、自動車製造設備の稼働を目的として運用される太陽光発電設備が、法定耐用年数を9年に設定される旨の回答を見て取れます。
このケースで、法定耐用年数が17年ではなく、9年を適用する理由は以下の通りです。

  • 自家発電設備であり、設備規模から「機械及び装置」に該当する
  • 発電所により生産される最終製品が「電気」ではなく「自動車」である
  • 上記の理由から、「輸送用機械器具製造業用設備」に分類される

こうした一連の判断によって、法定耐用年数が17年である「電気業用設備(主として金属製のもの)」ではなく、法定耐用年数が9年である「輸送用機械器具製造業用設備」として処理されます。
売電以外の用途に太陽光発電設備をもちいる場合、法定耐用年数が17年以外になるケースもあることから、一部例外が存在することに留意してください。

耐用年数を迎えるとどのような不具合が起こる?

太陽光発電設備は、耐用年数に近づくにつれて、いくつかの不具合が発生しやすくなりま自然に劣化することは仕方のない問題であるものの、以下のような問題を引き起こして設備が急速に劣化するケースがあります。

  • 太陽光パネルが変形する
  • 太陽光パネルが層間剥離を起こす
  • 回路・配線の接続不良が起こる

それぞれの関係、および具体的にどういった不具合をもたらすのかご説明します。

太陽光パネルが変形する

耐用年数を迎えるまでの期間、太陽光発電設備は風雨や雪など多くの外的要因にさらされます。これにともなって、太陽光パネルは少しずつ変形するケースがあるのです。太陽光パネルが変形すれば、後述する層間剥離や回路・配線の腐食に繋がり、大きく劣化を進めます。

太陽光パネルが層間剥離を起こす

層間剥離は、「太陽光パネル表面のガラス」と太陽光パネルを構成する「セル」のあいだに隙間が生じる現象。層間剥離は電力抵抗を生み、発電量の低下を招きます。また、層間剥離を起こした部分は白く変色し、実際には変色部分を超える面積に悪影響を及ぼすため、太陽光パネルそのものを交換する必要があります。湿気の多い場所で発生しやすく、設置地域によっては施工業者の技術が高かったとしても起こり得る問題であり、早期発見・早期対応の意識が被害拡大を阻止するうえで欠かせません。

回路・配線の接続不良が起こる

太陽光パネルを湿気や熱から守る「封止材」や「バックシート」と呼ばれる素材は、外的要因により次第に劣化していきます。その結果、設備の内部に水気が入り、上記の素材と化学反応を起こすことにより酢酸ガスを発生させます。酢酸ガスは回路・配線の腐食を招き、接続不良を引き起こすことで発電量の低下を誘発。結果として、自然劣化を大きく超える劣化の原因となります。

劣化を防ぐ方法

劣化を防ぐ、および早期発見・早期対応をするための方法は、大きく3つあります。

  • 劣化しづらい太陽光パネルを選ぶ
  • 定期的にメンテナンスを実施する
  • 遠隔監視システムを使い異変を早期に察知する

それぞれ、どのような方法なのか順番に解説していきます。

劣化しづらい太陽光パネルを選ぶ

劣化率の大小は太陽光パネルの素材により左右されるため、そもそも劣化しづらい素材を選定すれば寿命は長くなります。産業技術総合研究所の研究「屋外曝露された各種太陽電池モジュールの室内測定による劣化率の検討」によれば、太陽光パネルの種類による劣化率のイメージはおおよそ以下の通り。

太陽光パネルの素材 1年あたりの劣化率
ヘテロ接合単結晶 0.83%
単結晶シリコン 0.5%
多結晶シリコン 0.51%
ヘテロ接合単結晶 0.83%
バックコンタクト単結晶 0.56%
アモルファスシリコン 1.14%
多接合薄膜シリコン 0.34%
CIGS 1.3%
CdTe 0.65%

太陽光パネルの選定時に注目すべき発電効率や導入コストも考慮しつつ、より劣化率の小さい素材の太陽光パネルを選ぶことで急速な劣化を食い止めることが可能です。
なお、上記の結果は劣化率が一定になり、安定したタイミングにおける水準です。太陽光パネルの素材によっては、固有の特性により一時的に劣化率が高まるケースがあるため、例外がある点には留意してください。

定期的にメンテナンスを実施する

事業用の太陽光発電設備を運用する場合、そもそもメンテナンスは義務化されており、オーナーの意思にかかわらず定期的なメンテナンスを行わなければなりません。そのため、「メンテナンスをしない」という選択肢はないのですが、仮にメンテナンスを怠ったとすれば急速に設備の劣化が進みます。その理由は主に2つ。

  • たび重なる風雨や雪による変形
  • 汚れ・影によるホットスポットの発生

理由の1つは、前述した「度重なる風雨や雪による変形」です。特に太陽光パネル上に高く積もった雪は、放置すれば太陽光パネルと架台を変形させる原因となり、ほかの問題を引き起こすことで急速な劣化を招きます。

もう1つは、「汚れ・影によるホットスポットの発生」です。汚れの付着、草木などの影により太陽光パネルの一部が発電できないとき、その部分は電気抵抗が高くなり電流の妨げとなります。

その結果、電気抵抗の高い部分は電気が熱に変換されて、いわゆるホットスポットと呼ばれる現象を招くのです。高熱部分を中心として発電量は大きく低下し、場合によっては太陽光パネルの焦げ付きの原因となることから、設備の急速劣化の原因となります。
これらは、こまめな点検・清掃といったメンテナンス作業で防止できるため、コストカットのために義務を無視してメンテナンスを避けるという選択は、結果としてトータルリターンも大きく低下させてしまうのです。

遠隔監視システムを使い異変を早期に察知する

遠隔監視システムは、自宅や出先から太陽光発電設備の発電量を確認するためのシステムです。
遠隔監視システムは、発電量監視を主な役割とするシステムであり、メールやアプリケーションを通じて、しきい値を超える発電量の低下や設備のトラブルを知らせてくれます。これにより、強風による太陽光パネルの変形や設備全体の負担となる積雪などの異変を早期発見でき、被害の拡大を防ぐことができます。
太陽光パネルの選定や定期的なメンテナンスのように、未然に劣化を防止する手段ではないものの、いち早く劣化の原因に対処するといった意味では有効な手段です。

パワーコンディショナー・太陽光パネルの耐用年数

パワーコンディショナーと太陽光パネルの実際の耐用年数は、それぞれ以下が目安だといわれています。

  • パワーコンディショナー:10〜15年
  • 太陽光パネル:20〜30年

ただし、長期的に運用されている太陽光発電設備の事例が少ないこともあり、あくまで目安でしかない点に留意してください。

パワーコンディショナーにおける耐用年数の目安は10〜15年

一般的に、パワーコンディショナーの耐用年数は10〜15年が交換周期の目安です。
なお、事業用の太陽光発電設備を投資目的で運用し、固定価格買取制度の期間が満了する20年目以降に「運用をやめて廃棄する」と決めているのであれば、深刻な問題がない限りパワーコンディショナーを交換することなく20年間運転を継続するケースもあります。
長期的に発電設備として活動を続ける場合は、前述した通り10〜15年を目処に交換時期を設けることが一般的です。

太陽光パネルにおける耐用年数の目安は20〜30年

太陽光パネルの目安は20〜30年です。
ただし、太陽光パネルの品質向上にともない、メーカー保証として30年の期間を設けるメーカーも登場していることから、現在のモデルは30年以上の耐用年数を実現する可能性も大いに考えられます。

耐用年数を迎えるとどのような対応が必要か

劣化により発電量が落ちた場合、「耐用年数を迎えた」と判断できます。基本的には、固定価格買取制度の買取期間後に対応することとなり、期間終了後に運用を継続するか否かによってその後の対応が異なります。 

  • 運用を継続する場合:性能の高い設備に交換して運用を継続する
  • 運用を継続しない場合:業者に依頼して発電設備を廃棄

固定価格買取制度の買取期間中に、設備の導入当時より性能の高い設備が開発・生産されているため、運用を継続する場合は発電量を回復させるために新たな設備に交換します。
一方、運用を継続しない場合、発電設備の廃棄を業者に依頼しなければなりません。廃棄にかかる費用は「資本費の5%」と想定されており、費用額は1kWあたりに直せば1〜1.7万円程度が見込まれています。

*総合資源エネルギー調査会「太陽光発電設備の廃棄等費用の確保に関するワーキンググループ 中間整理(案)

また、解体事業者・廃棄物処理事業者等を対象として、太陽光発電設備の廃棄費用の金額をアンケート調査により集計したところ、おおむね固定価格買取制度により想定されている1kWあたり1万円台の廃棄費用だと確認できています。

*総合資源エネルギー調査会「太陽光発電設備の廃棄等費用の確保に関するワーキンググループ 中間整理(案)

上記データを目安として、耐用年数を迎えた太陽光発電設備の廃棄費用を準備できるよう、太陽光発電設備の稼働期間中に一定金額を積み立てることが理想的です。

おわりに

太陽光発電における固定価格買取制度の買取期間は20年とされており、耐用年数はそれ以上だと考えて良いでしょう。実際に、30年以上も運用されている太陽光発電は複数あります。 ただし、メンテナンスを怠るほど劣化は早まり、本来の寿命より耐用年数が短くなる懸念があります。太陽光発電設備を廃棄するまで安全に運用できるよう、今回ご紹介した劣化の防止方法を意識してください。