1. トップ
  2. お役立ちコラム
  3. 太陽熱利用システムとは? 種類・仕組み、太陽光発電との違い

column お役立ちコラム

2024.03.12

太陽熱利用システムとは? 種類・仕組み、太陽光発電との違い

太陽エネルギーを利用した再生可能エネルギーと聞いて、真っ先に思い浮かべるのは太陽光発電ではないでしょうか。しかし、太陽エネルギーを利用した再生 可能エネルギーには、太陽光だけでなく、太陽の熱を利用した「太陽熱利用システム」もあります。
近年、光熱費の高騰で毎月の明細に頭を悩ませている人も多いと思います。ガス代を節約しようにもお風呂や料理は毎日使用せざるを得ないものばかりで 難しいのが現実。
そこで効率よくガス代の節約をしてくれるのが、太陽の熱を利用してお湯を沸 かす「太陽熱利用システム」です。 今回は太陽熱利用システムの種類、仕組み、太陽光との違いも解説します。

太陽熱利用システムとは?

太陽熱利用システムは、文字通り太陽の熱を利用したシステムです。 太陽熱利用システムは主に集熱パネルと貯湯タンクから構成され、自然の力を自宅で活用 できるシステムの 1 つとして近年人気が高まっています。 老若男女問わず省エネ対策に関心が低かった人からも注目が集まっているシステムです。 戸建て住宅や工場などの建物に活用されている太陽熱利用システムには、様々なメリットがあります。

  1. エネルギー源そのものにコストがかからない
  2. CO2排出量を削減しエコな社会に貢献
  3. 太陽エネルギーの変換率が良い
  4. 現在使用しているほとんどの給湯器をそのまま使用できる
  5. 故障しにくい為、寿命が長い
  6. ガス代の節約

種類は大まかに分けて、太陽熱温水器(自然循環型)とソーラーシステム(強制循環型)に 分類されます。

太陽熱温水器(自然循環式)

集熱パネルと貯湯タンクが一体となり、動力を使わないのが特徴的です。 構造がシンプルな為、比較的安価です。 温かいお湯は上に、冷たい水は下に、という原理を応用しています。 貯湯タンクに給水された水は集熱パネルへ流れ込み、流れ込んだ水は太陽熱で温められ貯 湯タンク内上部へ移動し、タンク内下部の水は集熱パネルへ流れ込む。これをポンプを使わ ず自然の原理で循環しているので「自然循環式」と呼ばれています。

ソーラーシステム(強制循環式)

集熱パネルは屋根、貯湯タンクは地上に独立して設置され、パネルとタンクの間を不凍液が通っています。集熱パネルで温められた不凍液をポンプの力で循環させ地上に設置した貯湯タンク内の水を温めます。屋根の上に載せるのは集熱パネルのみになるので、家への負担が少なく設置できます。また、一般住宅用の利用はもちろんのこと、学校、病院、福祉施設、プール、飲食店、工場などでも採用されており、そこでは給湯以外に空調設備への利用もされています。



太陽の力でもっとエコに、かしこくお得に

集熱パネルは屋根、貯湯タンクは地上に独立して設置され、パネルとタンクの間を不凍液が通っています。集熱パネルで温められた不凍液をポンプの力で循環させ地上に設置した貯湯タンク内の水を温めます。屋根の上に載せるのは集熱パネルのみになるので、家への負担が少なく設置できます。また、一般住宅用の利用はもちろんのこと、学校、病院、福祉施設、プール、飲食店、工場などでも採用されており、そこでは給湯以外に空調設備への利用もされています。



防災性に優れ、万が一の備えに

災害のために水を備蓄されている方もいるかと思いますが、その水の量は適正ですか?一般的に災害で断水した際、復旧するまで3日程度と言われています。大規模な災害の際はそれ以上とも。
水の必要量は1人当たり1日3Lが目安とされています。貯湯タンクは災害利用の水としてタンク内の水を約200L使用でき、これは4人家族が最低限の使用で約16日分に相当します。災害大国日本に住む私たちにとっての強い味方になります。

<比較表>

ソーラーシステム太陽熱温水器
重量(満水時)集熱器:約35㎏
貯湯タンク:約260㎏
300~400㎏
集熱器・貯湯タンク独立一体
使用水圧一般に水道直圧一般に開放式
電力ポンプ使用時に電力かかるなし
用途お風呂・給湯・暖房お風呂
コスト約50~100万約20~30万

太陽光発電とは?

太陽光発電は、太陽の光を利用して電気を作ります。 太陽熱と同様に日射がある限り発電ができ、発電にともなって温室効果ガスを発生しない 代表的な再生可能エネルギーです。 太陽光パネルで集めた太陽光を半導体に当て、電流を発生させて電気エネルギーとして利 用します。太陽光で発電した電気を自家消費すれば日々の電気代を節約できます。

太陽熱利用システムと太陽光発電の違い

太陽熱利用システムの特徴が、変換効率の高さです。変換効率とは、太陽エネルギーを電気や温水に変える率のことです。太陽光発電は、一般的には15~20%だと言われています。つまり実際の太陽の力の最大5分の1程度しか利用できていないということです。
これに対して太陽熱利用システムの変換効率は最大約70%と高効率です。太陽光発電と比べ約4倍の高さとなっています。
その為、太陽光発電のようにパネルを多く置く必要がなく、狭い屋根でも効果を得やすいのが特徴です。

太陽熱利用システムと太陽光発電の比較 (戸建ての場合)

太陽熱利用システム
太陽の熱でお湯を作ります
太陽光発電
太陽の光で電気を作ります
供給エネルギー電気
利用用途給湯
暖房
電化製品への利用
電力会社への売電
エネルギー効率約70%約15~20%
パネル面積4㎡(リテラの場合)20㎡程度
導入費用60~80万程度(リテラ)100~150万程度


よくあるお問い合わせ

お客様から頂くよくあるお問い合わせを紹介します。


太陽熱利用システムの補助金

再生可能エネルギーである太陽熱を利用したシステムの導入には、国や各自治体が補助金制度を設けている場合があります。
対象は一般向けの住宅のみではなく、中小企業や組合、公衆浴場など多岐にわたります。
年度や自治体によりその金額は様々で、自治体によっては制度がない場合もありますのでご注意ください。
予算金額の残り等も含め、詳細については各自治体にお問い合わせください。

太陽熱利用システムとエコキュートとの相性は?

エコキュートは基本的に割安の深夜電力で次の日に使うお湯を沸かします。
しかし使わない分も沸かしては勿体ないので、使った量を学習して、適量を沸かすように調整する機能があります。これが「学習機能」です。
このエコキュートに太陽熱を接続した場合、太陽熱のお湯を使うと、エコキュートのお湯は余ってしまいます。そこでエコキュートの学習機能は、「お湯が余る」と認識すると、沸かさなくなってしまいます。太陽熱でお湯が沸くときは問題ありませんが、天気が悪くて太陽熱で沸かせなくなった時、エコキュートも沸かしてなくて「湯切れ」という現象が起きてしまいます。これが、エコキュートと相性が悪いと言われる理由です。

太陽熱利用システム 平板型集熱器と真空管集熱器の違いは?

平板型集熱器と真空管集熱器の性能は、用途に応じて有利不利があります。
真空管は、魔法瓶の原理と同じで熱が逃げにくいので、太陽の光が当たると当たった分、温度が上がります。
平板式の場合、温度が上がると放熱も大きくなって効率が落ちます。
しかし、真空管は真空にするためにチューブ状のガラスを並べる構造の為隙間があり、太陽の光を受ける部分の面積(集熱面積)が小さくなります。
そのため、温度の低い範囲では、たくさん太陽の光を受けることができる平板式の方が効率は良くなります。
このような理由から、手洗いやお風呂などで使う40℃前後のお湯を作るのは、平板式の方が有利になり、一方で工場や熱湯が必要な設備などに使う場合は、真空管の方が適しているといえます。