太陽光発電システム市場
太陽光発電（PV）の世界市場は、コストの低下と政府支援の増加により、近年急成長を遂げています。太陽光発電市場の注目すべきプレーヤーとしては、JinkoSolar、Trina Solar、Canadian Solarなどの中国企業や、First Solar、SunPowerなどの米国企業などが挙げられます。
太陽光発電システム市場の市場規模
主要国別では、中国が太陽光発電システムの最大市場であり、米国、欧州がそれに続く。また、日本も太陽光発電システムの市場が大きく、パナソニック、シャープ、京セラなどが大手企業として名を連ねています。日本では、政府が2030年までに再生可能エネルギーを22〜24%増加させるという目標を掲げています。
太陽光発電システムにおける経済効果
PV（太陽光発電）システム市場の経済効果を計算するために使用できる公式はいくつかあります。一般的な方法としては、正味現在価値（NPV）の計算式があり、PVシステムのコスト、時間の経過とともに期待されるエネルギー生産量、割引率を考慮する。NPVの計算式は以下の通りである。
NPV = (PVシステムコスト) - (エネルギー生産量の現在価値)
ここで、PVシステムコストはPVシステムの初期コストであり、発電量現在価値は、時間の経過とともに発電されるエネルギーの価値を、所定の割引率で現在に割り引いたものである。
また、よく使われる方法として、正味現在価値がゼロになる率を表す内部収益率（IRR）があります。これは収益性の指標となるものである。IRRは、プロジェクトの実現可能性や投資の望ましさを評価するために使用されます。
経済効果は、地域の市場環境、税制優遇措置、エネルギー政策などにも左右されることに留意する必要があります。
太陽光発電量推計に関する計算式について
太陽光発電量推計の計算式には以下のようなものがあります。
1.Hottel-Whillier-Bliss（HWB）式
日射量、パネル効率、温度からソーラーパネルの単位面積あたりの太陽エネルギー量を推定するHottel-Whillier-Bliss（HWB）式。
エネルギー（kWh/m²）＝0.2×G×PR
ここで、Gは日射量（W/m²）、PRはパネル効率または性能比であり、パネルが太陽光をどれだけうまく電気に変換しているかを示す指標である。PRは通常、従来のソーラーパネルで0.1～0.2、高効率パネルでは最大0.25の範囲にある。
2.DeSotoモデル
太陽電池パネルの温度と分光感度から性能を推定する「DeSotoモデル」。DeSoto モデルは、温度と分光感度に基づいて太陽電池パネルの性能を推定する、より複雑なモデルです。このモデルでは、温度がパネルの性能に及ぼす影響と、光の波長の違いがパネルの効率に及ぼす影響を考慮する。DeSotoモデルは、パネルの電流-電圧（I-V）および電力-電圧（P-V）特性の測定値を使用して、その性能を推定する。
3.サンティアモデル
太陽電池パネルの温度や分光感度、パネルへの遮光や汚れの影響から性能を推定するサンディア社のモデル。サンディアモデルは、実環境下での太陽電池パネルの性能を推定するモデルとして広く利用されています。このモデルでは、パネルの性能に対する遮光や汚れの影響に加え、温度や分光応答の影響も考慮されています。サンディアモデルでは、パネルのI-VおよびP-V特性の測定と、パネル上の遮光や汚れの測定を行い、その性能を推定する。
日本における太陽光発電量の推計ロジック
日本では、太陽光発電の推定にJIS（日本工業規格）式やNEDO MET PV20（新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）太陽光発電システム用気象・環境データ）がよく使われます。
JIS（日本工業規格）式
日本では、特定地点の日射量と気温から太陽光発電量を推定する簡便なモデルとして、JIS式が用いられています。日本では太陽光パネルの性能推定に広く用いられており、太陽光パネルの発電量や太陽光発電システムの発電量の推定に利用することができる。JIS式は、特定地点の日射量と気温から太陽光発電量を推定する簡易モデルです。計算式は以下の通りです。
P = 0.0165 x H x G x Eff
ここで、Pは発電量（kW）、Hは1日の日照時間、Gは日射量（kW/m²）、Effはパネル効率です。
NEDO MET PV20
NEDO MET PV20は、日射量、気温、風速などの気象要因を考慮し、太陽光発電量を推定する、より高度なモデルである。過去20年間のデータを使用しており、JIS式よりも精度が高いとされています。日本国内では太陽光発電システムの性能推定に広く利用されており、太陽光パネルのエネルギー出力や太陽光発電システムの発電量の推定に利用することができます。
エネがえるの太陽光発電量推計ロックでは、JISの計算式とNEDO METPV20の時間毎日射量実績値データを参照して組み合わせて試算ができるようにしています。
定置型蓄電システム市場
また、太陽光発電システムで発電した電力を蓄える定置用蓄電池の市場も急成長しています。この市場の注目すべきプレーヤーは、Tesla、LG Chem、Sonnenなどです。
定置型蓄電システム市場の市場規模
定置型蓄電池の世界市場規模は、2020年に約50億ドル、2026年には250億ドルに達すると予測され、予測期間中に約34％のCAGRで成長しています。主要国別では、中国が定置用蓄電池の最大市場であり、米国、日本がこれに次いでいます。
定置型蓄電システム市場の経済効果とは
定置型蓄電システムの経済効果には以下のような要素があります。
1.送電網の安定化
定置型蓄電システムは、電力需要のピーク時や電力供給が途絶えたときにエネルギーを供給することで、送電網を安定化させることができる。これにより、消費者や企業にとって大きな負担となる停電や電圧低下を防ぐことができます。
2.電気代・コスト削減。
定置型蓄電システムは、エネルギーが安価なときに蓄電し、エネルギー価格が上昇したときに放出することができます。これにより、消費者や企業のエネルギーコストを削減することができます。
3.再生可能エネルギー統合の拡大
定置型蓄電システムは、太陽光や風力などの再生可能エネルギーで発電したエネルギーを蓄電し、必要なときに放出することができます。これにより、再生可能エネルギーの利用量を増やすことができ、温室効果ガスなどの汚染物質の削減に貢献することができます。
4.BCP対策・レジリエンス・停電回避価値を含む信頼性の向上
停電時に定置型蓄電システムがバックアップ電源を供給することで、重要な負荷の機能を継続させ、電力供給の信頼性を向上させることができる。
5.経済価値の積み重ね
定置型蓄電システムは、周波数調整、ピークカット、送配電の延期など、複数のメリットを提供することができ、定置型蓄電システムの所有者に追加の収入源を提供することができる。※日本市場では今後のエネルギー政策や制度を含めて蓄電池のマルチユースの方策が活発に議論されています。
6.アンシラリーサービス
定置型蓄電システムは、電圧や周波数の調整、回転予備、エネルギーの裁定など、グリッドにアンシラリーサービスを提供することができます。安定した信頼性の高い送電網を提供するのに役立ちます。
定置型蓄電システムの経済的利益は、特定の活用用途、設置場所、技術のコストなどに影響されます。
EV（電気自動車）市場
また、大気汚染や気候変動に対する懸念の高まりから、電気自動車（EV）の市場も拡大しています。電気自動車市場の注目すべきプレーヤーは、テスラ、日産、フォルクスワーゲンなどです。
EV普及政策について
米国では、連邦政府が新しいEVの購入に対して最大7,500ドルの税額控除を提供しています。また、多くの州では、リベート、補助金、HOV（High Occupancy Vehicle）レーンの利用など、さらなるインセンティブを提供しています。さらに、米国では排出ガス規制を設けており、EVへの移行を促進している。
イギリスでは、政府がEVの新車購入時に最大3,500ポンドのプラグインカー補助金を支給しているほか、充電インフラの設置にも補助金を支給しています。また、英国政府は、2030年までにガソリン車の新車販売を禁止する計画を発表しています。
ドイツでは、最大4,000ユーロの購入補助金や、EV充電時の付加価値税の軽減など、EVの購入にさまざまなインセンティブが与えられている。また、ドイツは排ガス規制を設けており、EVへのシフトを促進しています。
フランスでは、政府がEVの新車購入時に最大6,000ユーロのボーナスを支給するほか、充電インフラの設置に補助金を支給しています。また、フランス政府は2040年までにガソリンエンジン車の新車販売を禁止する計画を発表しました。
ノルウェーでは、政府がEVの購入に対して、購入補助金、付加価値税の軽減、バスレーンや有料道路の利用など、さまざまなインセンティブを提供しています。また、ノルウェーで販売される新車の多くが電気自動車であり、2025年までに販売される新車のすべてを電気自動車にするという目標も掲げています。
中国では、EVの購入に対して、購入補助金やナンバープレート料金の割引など、さまざまな優遇措置がとられています。さらに、中国政府は2025年までに新車販売台数の20％を電気自動車にする目標を掲げています。
日本では、政府が購入補助金や減税など、EV購入のためのインセンティブを提供しています。また、排出ガス規制も設けられており、EVへのシフトを促進しています。
EV（電気自動車）の市場規模
電気自動車（EV）の世界市場規模は、2020年に約1370億ドル、2026年には約8020億ドルに達し、予測期間中に約34％のCAGRで成長すると予測されています。主要国については、中国がEVの最大市場であり、米国、欧州がそれに続いています。また、日本もトヨタ自動車や日産自動車などの企業がEVの主要なプレーヤーであり、大きな市場となっています。
V2H（ビークル・トゥ・ホーム）関連システム市場
V2H（ビークル・トゥ・ホーム）システムは、EVを家庭や企業の電力源として利用できるようにするものです。この市場はまだ初期段階ですが、注目すべきプレーヤーは日産自動車やBMWなどです。
V2H（ビークル・トゥ・ホーム）関連システムの市場規模
V2H（ビークル・トゥ・ホーム）システムの世界市場規模はまだ比較的小さく、他の市場に比べて成長ペースが遅いと予測されます。日本では、政府がV2Hシステムの普及に力を入れていることから、他国と比較して市場規模が大きくなると予想されます。
V2H（ビークル・トゥ・ホーム）の導入メリット
導入メリットは以下の3つ
1.エネルギー効率の向上
V2Hにより、電気自動車ユーザーは、電気料金が高い時間帯に自動車の蓄電エネルギーを家庭の電力として利用することができ、系統から購入するエネルギー量を削減することができます。
2.エネルギー自給率の向上
V2Hでは、太陽の光が届かない時間帯に電気自動車の蓄電を利用することで、家庭の電力網への依存度を下げることができます。
3.電気代削減・コスト削減
電気自動車に蓄えられた電力を自宅の電力として利用することで、電力系統からの電力購入にかかるコストを削減することができます。
EV用充電器関連システム市場
また、EVの走行台数の増加に伴い、EV用充電器の市場も拡大しています。この市場の注目すべきプレーヤーは、Tesla、ChargePoint、EVgoなどです。
EV用充電器関連システムの市場規模
電気自動車用充電器の世界市場規模は、2020年に約50億ドル、2026年には約220億ドルに達し、予測期間中に約34％のCAGRで成長すると予測されています。主要国については、中国がEV充電器の最大市場であり、米国、欧州がそれに続いています。また、日本もEV充電器の重要な市場となっています。
経済効果シミュレーションへの期待の高まり
これらの市場は、いずれも発電、蓄電、電力利用に関わるものであり、これらの市場の変化は経済全体に大きな影響を与える可能性があるため、経済効果シミュレーターに関連しています。例えば、太陽光発電や蓄電池のコストが下がり続ければ、企業や個人がこれらのシステムを導入することが経済的に可能になり、従来の発電方式の需要が減り、再生可能エネルギー分野での雇用が増加する可能性がある。同様に、電気自動車の普及が進めば、充電器の需要が高まり、充電器産業での雇用が拡大する可能性もある。
なお、上記の情報は市場調査による推定・予測に基づくものであり、実際の市場規模や成長率は異なる可能性があります。
太陽光発電システム・EV・V2Hを組み合わせたときの経済効果と計算式は？
- 電気料金の削減太陽光発電システムでEVの電力を発電し、V2Hシステムを利用することで、家庭での電力購入量を削減することができます。これにより、電気料金を大幅に節約することができます。
- 太陽光発電の自家消費拡大：V2Hシステムを利用することで、太陽が照っていない時間帯や、電気料金が高いピーク時に、太陽光発電システムの蓄電量をEVの電力として使用することができます。これにより、電力網への依存度を減らし、エネルギーの自立度を高めることができます。
- グリッドサービスの増加。V2Hシステムを利用することで、各家庭は周波数調整、予備電源、エネルギー裁定などのグリッドサービスを提供することができ、システム所有者に追加の収入源を提供することができる。このような収入により、PVやV2Hシステムのコストを相殺し、経済的な実現性を高めることができます。
ここで重要なのは、PV、EV、V2Hシステムの組み合わせによる経済効果の計算式や方法が異なるため非常に複雑な計算で、エクセルでは難しいものとなるでしょう。
例えば、正味現在価値（NPV）の計算式は、PV、EV、V2Hシステムのコスト、期待される省エネ効果、割引率を考慮し、システムの経済的利益を決定するために用いることができる。NPVの計算式は以下の通りである。
NPV＝（PVシステムコスト＋EVコスト＋V2Hコスト）-（エネルギー生産量の現在価値）
また、よく使われる方法として、正味現在価値がゼロになる率を表す内部収益率（IRR）があります。これは収益性の指標となるものである。IRRは、プロジェクトの実現可能性や投資の望ましさを評価するために使用されます。
実際の住宅・家庭向けの提案ではここまで複雑な計算がされることはめったにありません。時間もかかり、複雑なため現実的ではないでしょう。
そのため、当社では以下のような簡易にガソリン代削減と電気代削減と売電収入をあわせた長期経済効果を試算できるツールを開発しております。
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