長野県の気候はどう影響する？太陽光パネルの断熱効果と冷暖房コスト

太陽光パネルは発電のための設備ですが、実は屋根の断熱効果にも影響を与えることを知ってましたか？「夏は涼しく、冬は暖かくなる」なんて話もありますが、実際のところどうなのでしょうか。特に、長野県東信地区のような寒冷地では、太陽光パネルが屋根の温度にどんな影響を与えるのか、しっかりチェックしておきたいところですね。

今回は、太陽光パネルの断熱効果について、季節の影響も解説しながら、東信地区ならではのポイントを交えて詳しく見ていこうと思います。

長野県の太陽光導入は、Lifeコーポレーションへ

当社は長野県東御市で電気、不動産F事業を行っている会社、Lifeコーポレーションです。
長野県東信エリアを中心に、お客様宅への太陽光発電システムの設置を請け負います。

Lifeコーポレーションの特徴

• 地域密着でEPC（設計、調達、施工）までを自社で対応することで、価格コストを下げてご提供可能
• 融資、補助金の申請をサポート 太陽光を弊社へご依頼いただいた場合、融資、補助金の申請に関する手続きをサポート（信州ソーラー認定事業者にも認定されています）

Lifeコーポレーションの会社情報

会社名：Lifeコーポレーション株式会社
住所：長野県東御市県154-1
設立：2016年2月
従業員数：7名
事業内容：宅地建物取引業・ソーラービルダー及びEPC事業・リース建築事業
建設業許可：長野県知事 許可(般-5) 第26694号
建築業種類：建設工事業・電気工事業・屋根工事業・大工工事業・内装仕上工事業・タイル・レンガ・ブロック工事業
宅地建物取引業許可：長野県知事(2)第5483号
産業廃棄物運搬収集運搬業許可証：許可番号 2001235236

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太陽光パネルの設置で断熱効果が得られるのか？

結論からいうと、太陽光パネルを設置することにより、物理的に太陽光をシャットアウトすることになるため断熱効果が得られます。ここでは屋根の断熱効果について詳しく見ていきましょう。

屋根への直射日光を遮るので天井の熱が上がりにくい

屋根に直接当たる太陽光は屋根材を加熱し、屋根材が吸収した熱が室内へと伝わって室温を上昇させます。その対策として取られるのが屋根の遮熱対策です。一般的には遮熱塗料での塗装・遮熱機能つき屋根材・遮熱シートを設置して遮熱対策をすることで、屋根から侵入する熱を大幅に減らす方法がとられています。

その原理の応用で、太陽光パネルが屋根を覆うことで、物理的に直射日光を遮り屋根の温度上昇を抑えることができます。

パネルと屋根の間の空気層が断熱材のように機能

通常、太陽熱を吸収して屋根材から伝わった熱は、まずは天井裏や屋根裏の空気を加熱します。十分に空気の層をがあるため、屋根からの熱をおさえられる働きがあるのですが、換気が不十分な場合は、熱がこもりやすくなり外気温より20～30℃も高くなることがあります。

太陽光パネルは屋根の表面から数センチ浮かせて設置されるため、同じようにその間に空気の層ができます。密閉されていないため十分な換気がされていることになり、熱がこもりません。

この空気層は、外部の熱が直接屋根に伝わるのを防ぐと同時に、冬場は室内の熱が逃げるのを軽減する働きがあります。

太陽光発電の断熱効果の実際とメリット

前章で、太陽光パネルを設置することによる断熱効果の仕組みはわかってきました。では、実際にどのくらい違うのでしょうか。メリットも合わせてみていきましょう。

【実測データ】屋根温度が10℃低下するほどの断熱効果

PVソーラーハウス協会による「夏期における太陽光パネル・断熱材の日射遮蔽効果（2015年7月）」の測定結果をお借りして天井の温度推移をみてみます。

直接太陽光が当たっている屋根の温度は、外気温が36.4℃の時に56.5℃を記録しています。しかし、太陽光パネルの下の屋根温度は47.1℃にとどまっています。これにより、太陽光パネルを設置した屋根は、断熱剤が使用されていない状態でも、未設置の屋根に比べて10℃近くも大幅な断熱効果を発揮することがわかります。

参考）PVソーラーハウス協会：夏期における太陽光パネル・断熱材の日射遮蔽効果（7月）

太陽光パネルの断熱効果で消費電力の多い冷暖房コストを削減

上記の測定結果より、太陽光パネルは、きちんと日射遮蔽の役割と熱の侵入の抑制を果たしていることがわかります。温度上昇を約10℃も抑えることができると、おのずと室温の上昇も抑えられ、エアコンの極端な温度設定も避けられるため、そもそもの消費率を下げることは大きなメリットではないでしょうか。

さらに夏場では10℃〜15℃、冬場で2℃〜5℃程度温度差があると報告されています（地域や屋根材により差があります）。

太陽光パネル未設置の場合、夏は屋根が高温になり、室内も蒸し風呂のように暑くなりますが、パネルがあると日射を遮り、涼しさを保ちやすくなります。また、屋根との間にできる空気層が断熱材のように働き、冬は室内の暖気が逃げにくくなります。結果として、冷暖房の負荷が減り、省エネ効果が期待できるため、設置のメリットは大きいと言えます。

太陽光パネル設置で夏場の家が暑くなってしまうケース

先述のように、基本的には太陽光パネルは屋根の温度上昇を抑える効果がありますが、パネルと屋根の間に適切な空間を確保できずに熱がこもってしまうなど、設置方法や環境によっては逆に夏場の家が暑くなることも考えられます。その主な要因と対策を見ていきましょう。

熱が屋根との間にこもる

太陽光パネルと屋根の間に空気の層ができることで、本来は断熱効果を発揮します。しかし、換気が不十分だと熱がこもり、屋根材が熱せられ続けることで、かえって室内に熱が伝わることがあります。

輻射熱と放熱効果の影響をうける

太陽光パネル自体が熱を吸収し、屋根に熱が伝わることで室内温度が上昇する可能性があります。
また太陽光パネル自体も発電時に熱を持ちます。通常は風で冷やされますが、屋根が金属製だったり、周囲の通気性が悪いと、その熱が屋根に伝わりやすくなります。

適切な設置角度・空気の流れがない

太陽光パネルを屋根に密着させすぎると、風が通らず熱がこもります。特に南向きの急勾配の屋根に密着設置した場合、夏場の日射熱が溜まりやすくなる可能性があります。

太陽光パネルの断熱効果を最大化！設置時のポイント4つ

太陽光パネルは、適切に設置すれば、むしろ涼しくなるのが一般的ですが、施工の仕方次第で逆効果になることもあります。下記項目を意識して設置しましょう。

・ 適切な設置方法（屋根との間に十分な隙間を確保）
・ 通気スペースを作り、空気の流れを確保
・ 屋根の断熱性能を高める（断熱材の追加など）
・ 屋根裏換気システムの導入（排熱ファンなど）

太陽光パネルの遮熱効果で光熱費を節約できる？

太陽光パネルは発電による電気代削減だけでなく、屋根の温度をコントロールすることで冷暖房の負担を減らし、結果的に光熱費を抑えるというメリットもあります。

夏場の光熱費の節約効果

夏は、冷房の設定温度を高く設定しても快適に過ごせるため、エアコンの電気代を大幅に削減することができます。

・ 直射日光を遮ることで屋根の温度上昇を抑える
　➡ 屋根の温度が10～15℃低下（※PVソーラーハウス協会のデータより）
・ 屋根が熱くならないため、室温の上昇を防ぐ
　➡ エアコンの稼働時間や消費電力を削減
・ 光熱費節約の目安（エアコン代を年間約20,000円と仮定）
　➡ 5～15%削減（約1,000～3,000円/年）が見込める

冬場の光熱費の節約効果

同じく冬も、暖房の電気代を削減できます。暖房の設定温度を低めにしても室温を適温に維持しやすく効率が良いため、ガス代の削減にもつながります。　

・ 屋根とパネルの間の空気層が断熱材のように働く
　➡ 室内の暖気が逃げにくくなり、保温効果が向上
・ 屋根の温度低下を防ぎ、放射冷却の影響を軽減
　➡ 室温低下が抑えられ、暖房負荷が減る
・ 光熱費節約の目安（暖房代を年間約40,000円と仮定）
　➡ 3～10%削減（約1,200～4,000円/年）の可能性

さらに節約するためのポイント

トータルでの節約効果は、夏冬合わせて年間2,000～7,000円程度の光熱費削減が見込めそうですね。特に、屋根の断熱性が低い家では効果が大きくなるでしょう。

太陽光パネルを設置するだけでも節約メリットがたくさんありますが、さらに節約するポイントがあります。意識して最大限の恩恵を受けましょう。

・ エアコンの設定温度を適切にする（例：夏28℃、冬20℃）
・ 屋根裏の換気システムを活用して熱を逃がす
・ 太陽光発電の自家消費を増やして電気代をさらに削減

遮熱効果を踏まえた東信地域の太陽光発電の活用術

長野県東信地域（上田市、東御市、小諸市、佐久市、軽井沢町）は、晴天率が年間約70%と高いことをはじめとして、湿度が低い、冬は寒冷、夏は比較的涼しいという太陽光発電の設置にメリットしか感じない特徴にも、断熱という面ではデメリットになるケースがあります。

晴天率の高さと熱の蓄積を活かした効率的な運用

東信地域は晴天率が高く、日射が強いため、太陽光発電に適しています。しかし、パネルや屋根が熱を蓄積しやすく、夏場は室内温度の上昇や発電効率の低下につながる可能性があります。特に湿度が低いため、熱がこもりやすく、適切な温度管理が求められます。

《東信地域の特性と太陽光発電への影響》

・過剰な日射による熱の蓄積
・高温によるパネルの発電効率低下
・湿度の低さによる冷却の効率の低下

太陽光発電の上手な活用術

1）屋根の通気性を高め、熱を逃がす

パネルや屋根周辺の空気の流れを確保し、熱がこもらない設計を採用。風通しの良い構造を取り入れることで、パネルや屋根の温度を下げ、室内の温度上昇を防ぎます。

2）冷却技術を活用し、発電効率を維持

水冷・空冷システムを導入し、パネルの温度を適切に管理することで、高温による発電効率の低下を防ぎます。特に夏場は、冷却システムが発電量を安定させる重要な役割を果たします。

3）遮熱屋根材や特殊塗装で熱対策

遮熱効果の高い屋根材や塗装を使用することで、屋根の表面温度を低減。これにより室内温度の上昇を抑え、冷房の負担を軽減できます。

4）パネルの設置角度や高さを工夫

適切な角度でパネルを設置し、日射を効率よく利用しながら過剰な熱の蓄積を防ぐ。また、風通しを考慮した設置方法を採用し、自然冷却効果を最大化します。

5）耐熱性の高いパネルを選択

高温環境でも安定して発電できる耐熱性の高いパネルを選ぶことで、夏場の発電効率低下を最小限に抑えられます。

太陽光発電の導入には補助金は使える？

長野県東信地域で太陽光発電の導入を検討する際は、県や各自治体の補助金制度を活用することで、初期費用を抑えることが可能です。​最新の補助金情報や申請要件は、各自治体の公式ウェブサイトや専門業者に確認し、適切な手続きを行いましょう。

太陽光発電設置費用の目安

一般的に、太陽光発電システムの設置費用は1kWあたり約25～35万円とされています。一般家庭が設置する容量は3kW～​5kWといわれています。5kWのシステムを導入する場合、総額で約100～150万円が目安となります。

現在、住宅用太陽光発電システム単体に対する国からの補助金制度は廃止されており、2025年も再開の予定はありません。 ​

しかし、太陽光発電と蓄電池やV2H（Vehicle to Home）システムを組み合わせて導入する場合、蓄電池やV2Hに対しては補助金が支給されるケースがあります。

なお自治体によっては、住宅用太陽光発電システムに対する独自の補助金制度を設けている場合があります。 次に、長野県と東信地域の補助金情報をご紹介します。

長野県の補助金制度

長野県では、再生可能エネルギーの普及促進を目的とした「既存住宅エネルギー自立化補助金」を提供しています。​具体的な補助内容は以下の通りです。

・太陽光発電システムと蓄電システムを同時に導入する場合：​20万円​
・蓄電システムのみを導入する場合（既に太陽光発電システムを設置済みの方）：​15万円​
・太陽光発電システムとV2H充放電システムを同時に導入する場合：​15万円​
・V2H充放電システムのみを導入する場合（既に太陽光発電システムを設置済みの方）：​10万円​

これらの補助金は組み合わせて申請することも可能で、最大で30万円の補助を受けることができます。 ​

東信地域の自治体別補助金情報

東信地域の各自治体でも独自の補助金制度を設けている場合があります。以下に一部の自治体の情報を紹介します。

《2024年度 長野県東信地域 補助金の早見表》

長野県東信地区では、太陽光発電システムの導入を支援する補助金制度が設けられている自治体があります。補助金を活用することで、導入コストを抑えて、より経済的に太陽光発電システムを導入できます。最新情報を自治体や専門業者に問い合わせ、最適なプランを検討しましょう。

補助金申請の注意点

申請期間

​補助金には申請期間が設けられており、予算が上限に達した場合、早期に終了することがあります。早めの申請を心掛けましょう。また、工事着工後の申請は、補助金を享受できない可能性があるため、注意しましょう。​

併用の可否

​国の補助金や他の自治体の補助金は、多くの場合、併用が可能です。しかし国が行っている複数の補助金の併用や、自治体の補助金財源が国の場合は、併用が不可の場合があります。申請前に詳細を確認してください。​

対象設備の要件

補助金の対象となる設備には、蓄電容量や製品の認定状況など、特定の要件が定められていることがあります。自治体によって申請方法や要件が異なりますので、購入前に確認が必要です。

断熱効果を狙って家を建てる時に意識すべきこと

断熱効果を高めたいと思っても、実際、太陽光パネルが何枚必要なのかわかりづらいですよね。メーカーや性能、サイズによって変わってきますが、一般住宅（家族4人）に最適な太陽光パネルの設置面積と枚数をパネル出力ごとに比較してみました。

5kW容量で見る必要な太陽光パネルの枚数と面積目安

《設置条件》

※ 断熱効果を狙うため、なるべく屋根全体を覆う設置方法を検討

一般的な2階建ての戸建て住宅の屋根の面積は、50～80㎡程度であるため今回は、50㎡の屋根に設置することを条件とします。

《 必要なパネル枚数と面積》

屋根の断熱効果を最大化するなら屋根全体を覆うことで断熱効果を最大限に発揮できます。そのため上表により、1枚あたりの出力が小さく多くのパネルを設置でき、屋根全体を覆う割合が大きくなる70Wパネルが最も広く屋根を覆うことができます。

次に、最適発電効率と断熱のバランスを考えるなら200Wパネルです。 屋根の広範囲をカバーしつつ、発電量も確保できるためバランスが良い設置方法です。

最後に高発電効率を狙うなら400Wパネルですね。ただし、設置枚数が少ないため、屋根のカバー面積は減ります。断熱効果を太陽光パネルのみに頼らずに設置する場合はこちらを検討しても良いでしょう。

優先順位を決めつつバランスが取れた導入をしよう

新築時に太陽光パネルを導入するなら、発電効率だけでなく 屋根の形状・遮熱・断熱・配線設計・補助金 までトータルで考えるのがベストです。

《 建物の設計段階から最適化を検討するべき項目》

・屋根の形状・向き・角度を最適化する
・太陽光パネルの設置面積と発電容量のバランス
・遮熱・断熱効果を活かした設計
・配線やパワーコンディショナーの設置位置
・蓄電池＆V2H（電気自動車活用）の検討
・補助金＆長期的なコストメリットの確認

上記項目は、後から追加・変更しにくい部分だからこそ、設計段階で最適なプランを検討すると安心です。
この記事では、太陽光パネルの断熱効果に焦点を当ててきましたが、発電効率やパネルの素材、費用対効果等の優先順位を決めたうえで、バランスを見た導入をすることをおススメします。条件が複雑になりますので、専門家にご相談されるとよいでしょう。

太陽光パネルの断熱効果で快適な住環境に！

太陽光パネルには発電だけでなく、屋根の断熱効果を高めるメリットもあることがわかりました。夏場は、パネルが直射日光を遮ることで屋根の温度上昇を抑え、冬は、屋根と太陽光パネルの間に空気層ができ、放射冷却を軽減することから室内の熱が保たれます。総じて、太陽光パネルは年間を通して屋根の温度変化を緩和する働きがあり、太陽光発電を設置するメリットといえるでしょう。

設置を検討する際は、地域の気候特性を踏まえたうえで、最適な設置方法を選ぶことが重要となりますが、様々な条件を比較することは大変ですので、専門家に相談してみましょう。私たちLifeコーポレーションもいつでもご相談承ります。