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太陽光パネルを設置する際の屋根材と形状を徹底解説

公開日:
2023.11.29

太陽光パネルを設置する際は屋根の形状や材質によってエネルギー効率が異なります。

今回は、屋根材や形状によってどのように異なるか、詳しく解説していきます。

屋根の形状と太陽光パネルのエネルギー効率について解説

太陽光パネルのエネルギー効率は、太陽の光がパネルに当たる角度や強さによって変わります。

一般的に、太陽の光が直角に当たるほど、エネルギー効率は高くなります。したがって、太陽光パネルを設置する際には、屋根の形状や方向を考慮する必要があります。屋根の形状は、太陽光パネルの設置面積や向きに影響します。

平らな屋根では太陽光パネルを自由に配置できますが、傾斜した屋根では、屋根の傾きや方位に合わせて設置する必要があります。

また、屋根の形状によっては一部のパネルが日陰になったり、反射したりする可能性があります。これらの要因は、太陽光パネルのエネルギー効率を低下させる原因となります。

切妻屋根と太陽光パネルのエネルギー効率 

切妻屋根とは、2枚の長方形を重ね合わせることで2つの方向に傾斜がある屋根のことです。日本の住宅で最も多く見られる屋根の形です。

切妻屋根は屋根面積が比較的広く、太陽光パネルを設置しやすい形です。

また、屋根が2方向に広がっているので、日射量を確保しやすいというメリットがあります。

切妻屋根の発電効率に関しては屋根の方角によって異なります。一般的には、南向きが最も発電効率が高く、南東・南西向きもほぼ同じレベルとなっています。

南向きを100%とすると、南東・南西向きは96%、真東・真西向きは86%、北向きは60~65%程度の発電効率となります。

切妻屋根の場合、屋根の方角が南北になる場合と東西になる場合があります。南北になる場合は、パネルは南側1面だけに設置することで十分な発電量を得られます。

東西になる場合は、東側と西側の2面にパネルを設置することで発電量を確保できます。

片流れ屋根と太陽光パネルのエネルギー効率

片流れ屋根とは、1枚の長方形でできた1面の屋根が、一方向(片側)だけに傾いている屋根のことです。

工場やスーパーマーケットなどでよく見られる屋根の形です。片流れ屋根は、屋根形状の中で最もシンプルな構造で、他の屋根の種類に比べて屋根面積が広いのが特徴です。

屋根全体に太陽光パネルを設置できるため、発電量を確保しやすいというメリットがあります。片流れ屋根の発電効率は、屋根が傾いている方角によって大きく変わります。

片流れ屋根の場合、南向きが最も発電効率が高く、南東・南西向きもほぼ同じレベルです。南向きを100%とすると、南東・南西向きは96%、真東・真西向きは86%、北向きは60~65%程度の発電効率となります。

片流れ屋根の場合、屋根が南向きになるのが最も理想的です。

しかし、南に設置できない場合でも、太陽光パネルを東西2面に設置することで、南1面と同じ発電量を得られるケースもあります。

また、傾斜角度も地域ごとに適切な値が異なるため、注意が必要です。

寄棟屋根・方形屋根と太陽光パネルのエネルギー効率

寄棟屋根と方形屋根は、比較的多く見られる屋根の形状です。寄棟屋根は二つの傾斜した面が上で合わさった形をしており、方形屋根は四つの傾斜した面が上で合わさった形をしています。

寄棟屋根と方形屋根は、太陽光パネルを設置する面積が広く傾斜角度も適切な場合が多いため、エネルギー効率が高いと言えます。

ただし、寄棟屋根と方形屋根は向きによっては日照時間が短くなる場合があります。そのため、南向きや南東向き、南西向きなど、太陽の光が長く当たる方向にパネルを設置することが望ましいです。

陸屋根と太陽光パネルのエネルギー効率

陸屋根は、平らな面に小さな傾斜をつけた屋根のことです。

陸屋根は、日本ではあまり一般的ではありませんが、近年ではデザイン性や耐震性などの理由で採用されることもあります。

陸屋根には、太陽光パネルを設置する面積が広く自由に配置することができるという利点があります。しかし、傾斜角度が小さいため、太陽の光が直接当たりにくくエネルギー効率が低下する可能性があります。

そのため、陸屋根に太陽光パネルを設置する場合は、傾斜角度を調整できる架台やスタンドを利用することが推奨されます。

一般的には、地域や季節に応じて15度から45度程度の角度に設定すると良いとされています。また、陸屋根は雨水や雪などが溜まりやすいため、排水や防水などの対策も必要です。さらに、風圧や耐震性なども考慮することが大切です。

無落雪屋根と太陽光パネルのエネルギー効率

無落雪屋根とは、雪が積もらないように設計された屋根のことです。

傾斜角度が大きく滑りやすい素材で作られていることが特徴です。無落雪屋根にすることで、雪が積もることで発生する問題をあらかじめ防ぐことができます。

例えば、雪が重くなって屋根に負担をかけたり、雪解け水が漏れたりすることを防ぐことができます。無落雪屋根は、太陽光パネルのエネルギー効率にもメリットがあります。

無落雪屋根では、雪が積もらないため太陽光パネルに影響を与えません。また、傾斜角度が大きいため、冬季でも太陽の光をよく受けることができます。

さらに、滑りやすい素材では、汚れやほこりも落ちやすくなります。これらの要素は、太陽光パネルのエネルギー効率を高める効果があります。

太陽光パネルを設置できる屋根材とは

太陽光パネルを設置するには、屋根材によって適切な方法が異なります。一般的に、太陽光パネルを設置できる屋根材は次のように分類できます。

・金属系

鋼板やアルミニウムなどの金属製の屋根材は、太陽光パネルを設置するのに最適です。

金属系の屋根材は耐久性が高く重量が軽いため、太陽光パネルの重量に耐えられます。また、金属系の屋根材は熱伝導率が高いため、太陽光パネルの発電効率を向上させることができます。

金属系の屋根材に太陽光パネルを設置する場合は、専用の金具やクランプを使って固定します。

瓦系

瓦やスレートなどの瓦系の屋根材は、太陽光パネルを設置するのにとても適しています。

瓦系の屋根材は耐火性や耐候性が高く見た目も良いため、多くの住宅で採用されています。

瓦系の屋根材に太陽光パネルを設置する場合は、瓦を一部取り外して下地に直接固定する方法や、瓦の上に架台を設置して固定する方法があります。どちらの方法も専門的な技術が必要です。

板系

コンクリートやセメントなどの板系の屋根材は、太陽光パネルを設置するのに不向きです。

板系の屋根材は重量が重く強度が低いため、太陽光パネルの重量に耐えられません。また、板系の屋根材は熱伝導率が低いため、太陽光パネルの発電効率を低下させる可能性があります。

板系の屋根材に太陽光パネルを設置する場合は、補強工事や断熱工事が必要です。

屋根材別太陽光パネルの設置可否

上記のように、太陽光パネルを設置できる屋根材とできない屋根材があります。まとめてみると、次のようになります。

屋根材設置可否設置方法メリットデメリット
金属系金材やクランプで固定耐久性・軽量性・発電効率が高いコストが高い
瓦系瓦を取り出して固定or架台を設置して固定耐火性・耐候性・美観が高い専門的な技術が必要
板系不可補強工事や断熱工事が必要コストが安い重量が重く、強度が低く、発電効率が低い

このように、太陽光パネルを設置する際は、屋根材ごとに適切な方法を選ぶ必要があります。自己判断が難しい場合は、専門業者に相談することをおすすめします。

太陽光パネルを屋根に設置する際に注意すべきポイント3つ

太陽光パネルを屋根に設置することで、自然エネルギーを利用して電気代を節約したり、地球環境に貢献したりすることができます。

しかし、屋根に設置する場合は、次のようなポイントに注意しなければなりません。

①屋根の方向に注意する

②屋根の形状と材質に注意する

③専門家に早い段階で相談する

順番に見ていきましょう。

屋根の方向に注意する

太陽光パネルは、太陽の光を受けて発電する仕組みです。

そのため、屋根の方向が太陽の位置と合っているかどうかが発電量に大きく影響します。一般的には、日本では南向きの屋根が最も発電効率が高いと言われています。

しかし、南向きでなくても、東西や南東・南西などの方向でも十分な発電量が得られる場合があります。

また、屋根の傾斜角度も重要です。傾斜角度が大きすぎると、夏場は日射量が多くなりますが、冬場は日射量が少なくなります。

逆に、傾斜角度が小さすぎると冬場は日射量が多くなりますが、夏場は日射量が少なくなります。また、積雪や汚れの影響も受けやすくなります。

適切な傾斜角度は、地域や季節によって異なりますが、一般的には20度から30度程度が良いとされています。

屋根の形状と材質に注意する

太陽光パネルを屋根に設置する方法には、屋根置き型と屋根一体型の2種類があります。

屋根置き型は、既存の屋根の上に架台を設置してパネルを固定する方法です。

屋根一体型は、屋根材そのものに太陽電池セルを組み込んだ方法です。

どちらの方法を選ぶかは、屋根の形状や材質によって異なります。

例えば、瓦やスレートなどの屋根材は金具で固定することができるので、屋根置き型が適しています。しかし、金具を取り付ける際に屋根に穴を開ける必要があるため、雨漏りや耐震性の低下に注意しなければなりません。

また、金属やアスファルトシングルなどの薄い屋根材は、金具で固定することが難しいため屋根一体型が適しています。

しかし、屋根一体型は、屋根材を張り替える必要があるため費用が高くなります。また、屋根の形状が複雑であったり方向が不規則であったりする場合は、パネルの設置に制限が出ることもあります。

そのため、屋根の形状や材質に応じて最適な設置方法や工法を選ぶことが重要です。

専門家に早い段階で相談する

太陽光パネルを屋根に設置するには、屋根の形状や方向、耐荷重性能、遮蔽物の有無など、さまざまな要素を考慮する必要があります。

また、太陽光パネルの種類や容量、配線方法、接続方法なども適切に選択しなければなりません。

これらの判断は自己判断が難しく、専門的な知識や技術が必要です。そのため、太陽光パネルを屋根に設置する際には、早い段階で専門家に相談することが重要です。

専門家に相談することで、太陽光パネルの性能や効率を最大限に引き出すことができます。また、安全性や耐久性といった面で安心感があるのはもちろん、太陽光パネルの設置費用やメンテナンス費用も抑えることができます。

専門家は、太陽光パネルの設置業者やメーカー、自治体や電力会社などから探すことができます。信頼できる専門家を選ぶようにしましょう。

太陽光パネルの屋根への設置はご相談ください

太陽光パネルの屋根への設置には、専門的な技術や知識も大切です。

安全性や効率性を上げるためにも、太陽光パネルを設置する際は専門業者に依頼するのがオススメです。

太陽光パネルの設置に関するご相談はお気軽にお問い合わせください。

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