「何から求めるか」を選び、目標の容量(または年間発電量・屋根の面積)とパネル1枚の公称最大出力・寸法を入力してください。パネルの出力と寸法はカタログや見積書の仕様欄に書かれています。
このページでできること
- 目標のシステム容量(kW)とパネル1枚の公称最大出力(W)を入れるだけで、必要なパネルの枚数(切り上げ)・合計容量(kW)・パネルの合計面積(m²)がその場でわかります
- 「目標の年間発電量(kWh/年)から」モードでは、1kWあたりの年間発電量(kWh/kW/年)を使って必要な容量と枚数を逆算します
- 「屋根の設置可能面積(m²)から」モードでは、面積の利用率(既定80%)を見込んで設置できる枚数(切り捨て)と容量、目安の年間発電量を計算します
- 計算した枚数のパネルを格子状に並べた図で、枚数と全体の大きさ(縦×横)を目で確かめられます
- 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
見積書には「モジュール ○○W × 13枚、システム容量5.2kW」のように枚数と容量が書かれています。目標の5kWと1枚の出力400Wをこの式に入れれば、13枚・5.2kWという数字がそのまま出てくるので、見積もりの前提を自分で確かめられます。
同時に、13枚×1.7m²=22.1m²のパネルが屋根のどこに載るのか、利用率80%を見込むと約27.6m²の屋根面が要ることもわかります。「その面積、うちの南向きの屋根にありますか」と質問できる状態で商談に臨めるのが、この計算の一番の使いどころです。
南向きの屋根面が30m²(約9坪)あるとして、利用率80%なら使えるのは24m²、1枚1.7m²のパネルなら14枚(切り捨て)が目安です。400Wのパネルなら5.6kW、1kWあたり1,000kWh/kW/年の地域なら年間およそ5,600kWhの発電量になります。
屋根の面積は、真上から見た投影面積を勾配で割り増しした実面積を入れます(4寸勾配なら約1.08倍)。坪や畳で書かれていればm²に換算してから使ってください。実際の枚数は屋根の形(切妻の長方形の面か、寄棟の三角形の面か)や天窓・アンテナなどの障害物、屋根の強度で変わるので、業者の割り付け図で最終確認するまでの「当たり」を付ける計算です。
検針票を1年分足して「うちは年間4,500kWh使う」とわかったら、その量を発電する容量を「年間発電量 ÷ 1kWあたりの年間発電量」で逆算できます。1kWあたりの年間発電量が1,050kWh/kW/年の地域なら目標容量は約4.29kW、430Wのパネルなら10枚・4.3kWで、年間発電量の目安は4,515kWhです。
ただし太陽光は昼間しか発電しないので、発電量と使用量が同じでも夜の電気は買うことになり、電気代がゼロになるわけではありません。「使う量と同じだけ作る」を一つの目安として、そこから何枚減らすか増やすかを考える出発点になります。
同じ目標5kWでも、250Wのパネルなら20枚(合計面積約32.7m²、1枚1,650mm×990mmの場合)、400Wなら13枚(22.1m²)、450Wなら12枚です。1枚の出力が大きい製品ほど枚数も面積も少なくて済むので、屋根が狭い家ほど高出力パネルの効果が大きくなります。
逆に、古い製品や小型のパネルを流用する場合は枚数が増え、屋根面積・架台・工事の手間も増えます。カタログの出力と寸法を入れ替えて計算すると、製品選びの判断材料が数字で並びます。
カーポートの屋根(5m×2.5m=12.5m²)に、利用率90%で1枚1.7m²のパネルを載せると、使える面積11.25m²÷1.7m²≒6.6→6枚、400Wなら2.4kWです。「小さい屋根でも何枚・何kW載るか」がすぐわかるので、住宅の屋根に載せきれないときの追加候補や、小規模な自家消費(キャンピングカー・小屋・農業用ポンプなど)の計画にも使えます。
なお、この計算は面積だけで見た概算です。カーポートやベランダは強度・固定方法・落雪や日陰の条件が住宅の屋根と違うので、実際に載せられるかは専門の業者に相談してください。
式
用語・記号の解説
記号
| \(L\) | エル | パネル1枚の縦の長さ(mm)。カタログの外形寸法の長いほうの辺です。英語の length(長さ)の頭文字です。 |
| \(W\) | ダブリュー | パネル1枚の横の長さ(mm)。カタログの外形寸法の短いほうの辺です。英語の width(幅)の頭文字です。 |
| \(a\) | エー | パネル1枚の面積(m²)。英語の area(面積)の頭文字で、合計面積 \(S\) と区別するために小文字にしています。 |
| \(p\) | ピー | パネル1枚の公称最大出力(W)。英語の power(電力)の頭文字で、合計のシステム容量 \(P\) と区別するために小文字にしています。 |
| \(P_t\) | ピー・ティー | 目標のシステム容量(kW)。右下の \(t\) は target(目標)の頭文字です。 |
| \(N\) | エヌ | パネルの枚数。目標から求めるときは「必要な枚数」(切り上げ)、屋根面積から求めるときは「設置できる枚数」(切り捨て)です。英語の number(数)の頭文字です。 |
| \(P\) | ピー | 切り上げ・切り捨てした枚数で計算し直した合計のシステム容量(kW)。見積書の「システム容量」にあたります。 |
| \(S\) | エス | パネルの合計面積(m²)。枚数 \(N\) にパネル1枚の面積 \(a\) を掛けた値で、屋根に必要な広さはこれより大きくなります。面積を表す慣用の記号 \(S\)(ラテン語 superficies=表面 の頭文字といわれます)です。 |
| \(A\) | エー | 屋根の設置可能面積(m²)。パネルを載せられる屋根面の広さです。英語の area(面積)の頭文字で、パネル1枚の面積 \(a\) と区別するために大文字にしています。 |
| \(u\) | ユー | 面積の利用率(%)。設置可能面積のうち実際にパネルを載せられる割合で、この計算機の既定値は80%です。英語の utilization(利用)の頭文字です。 |
| \(E_t\) | イー・ティー | 目標の年間発電量(kWh/年)。英語の energy(エネルギー・電力量)の頭文字に target(目標)の \(t\) を添えています。 |
| \(Y\) | ワイ | 1kWあたりの年間発電量(kWh/kW/年)。地域や設置条件ごとの発電の目安で、英語の yield(収量・産出量)の頭文字です。 |
| \(E\) | イー | 最終的な枚数で計算した目安の年間発電量(kWh/年)。英語の energy(エネルギー・電力量)の頭文字です。 |
| \(\lceil\ \rceil\) | てんじょうかんすう(切り上げ) | 中の数の小数点以下を切り上げて整数にする記号(天井関数)。\(\lceil 12.5 \rceil = 13\)、\(\lceil 15 \rceil = 15\)(整数はそのまま)。必要な枚数を求めるときに使います。 |
| \(\lfloor\ \rfloor\) | ゆかかんすう(切り捨て) | 中の数の小数点以下を切り捨てて整数にする記号(床関数)。\(\lfloor 14.12 \rfloor = 14\) のように使い、屋根に載せられる枚数を求めるときに出てきます。 |
用語
| 太陽電池モジュール (太陽光パネル) |
たいようでんちモジュール | 太陽電池の小さな板(セル)を何十枚か並べて1枚のパネルにした製品。カタログでは「モジュール」と書かれることが多く、住宅の屋根に載っている1枚1枚がこれです。この計算機の「パネル1枚」はこのモジュール1枚を指します。 |
| 公称最大出力 | こうしょうさいだいしゅつりょく | パネル1枚が標準試験条件(日射強度1 kW/m²・パネル温度25℃など)で出せる電力(W)。カタログの「○○W」がこの値で、実際の屋根の上では温度や日射の条件が違うため、これより小さい出力で動く時間がほとんどです。枚数の計算にはこの値を使います。 |
| システム容量 | システムようりょう | 太陽光発電の大きさを表す基本の数値で、パネルの公称最大出力を全部足した値(kW)。「5kWのシステム」のように使われ、パネル1枚が400Wなら13枚で5.2kWです。 |
| 切り上げ | きりあげ | 小数点以下を捨てて、1つ大きい整数にすること(12.5→13)。パネルは1枚単位なので、目標の容量に届く枚数を求めるときは切り上げます。数学では天井関数 \(\lceil\ \rceil\) で表します。 |
| 切り捨て | きりすて | 小数点以下を捨てて、そのままの整数にすること(14.12→14)。屋根に載せられる枚数は「はみ出さない枚数」なので切り捨てます。数学では床関数 \(\lfloor\ \rfloor\) で表します。 |
| 1kWあたりの年間発電量 | いちキロワットあたりのねんかんはつでんりょう | システム容量1kWが1年間に発電する量(kWh/kW/年)。地域の日射量・方位・傾斜角・損失をまとめた目安で、日本の多くの地域では真南・傾斜30°で1,000kWh/kW/年前後です。「太陽光発電の年間発電量シミュレーション」ページで自分の条件の値を求められます。 |
| 面積の利用率 | めんせきのりようりつ | 屋根の設置可能面積のうち、実際にパネルを載せられる割合(%)。パネル同士の隙間・屋根の端からの離隔・パネルの向きの制約で100%にはならず、この計算機の既定値は80%です。屋根の形が長方形に近いほど高く、三角形に近いほど低くなります。 |
| 離隔 | りかく | パネルと屋根の端(軒先・棟・けらば=切妻屋根の斜めになった端)や雨どいとの間に空ける距離。強風でパネルがあおられないように、また雨水の流れやメンテナンスのために、屋根の端ぎりぎりには載せません。この分が利用率を下げる主な理由の一つです。 |
| 投影面積 | とうえいめんせき | 屋根を真上から見たときの面積。屋根は傾いているので、屋根面そのものの実面積より小さくなります。 |
| 実面積 | じつめんせき | 傾いた屋根面そのものの面積。投影面積(真上から見た面積)より大きく、勾配が4寸(約22°)なら投影面積の約1.08倍です。このページの「設置可能面積」には実面積を入れてください。 |
| 架台 | かだい | パネルを屋根に固定するための金属の枠やレール。屋根材に合わせた金具で屋根に留め、その上にパネルを載せます。パネルの枚数が増えるほど架台も長くなり、重さと工事の手間が増えます。 |
| 積載荷重 | せきさいかじゅう | 屋根がどれだけの重さに耐えられるか。住宅用のパネルは1枚あたり20kg前後(製品により15〜25kg程度)あり、架台を含めると屋根に1m²あたり15kg前後の重さが加わります。古い家や屋根の構造によっては枚数を減らす必要があるので、計算した枚数が載せられるかは施工業者に確認してください。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
つまずいたら、この表の内容に戻って復習するのが近道です。
| 面積と面積の単位(小学4年・6年) |
|
| 概数・切り上げと切り捨て(小学4年) |
|
| 小数の掛け算・割り算(小学5年) |
|
| 割合・百分率(小学5年) |
|
| 電力・電力量(中学2年 理科) |
|
Excelで計算する方法
| 縦の長さ(mm) | 1700 |
| 横の長さ(mm) | 1000 |
| パネル1枚の面積(m²) | =B1*B2/1000000 |
| 目標のシステム容量(kW) | 5 |
| パネル1枚の公称最大出力(W) | 400 |
| 切り上げ前の枚数 | =B1*1000/B2 |
| 必要な枚数(枚) | =ROUNDUP(ROUND(B1*1000/B2,10),0) |
| 目標の年間発電量(kWh/年) | 4500 |
| 1kWあたりの年間発電量(kWh/kW/年) | 1050 |
| パネル1枚の公称最大出力(W) | 430 |
| 目標のシステム容量(kW) | =B1/B2 |
| 必要な枚数(枚) | =ROUNDUP(ROUND(B4*1000/B3,10),0) |
| 枚数(枚) | 13 |
| パネル1枚の公称最大出力(W) | 400 |
| パネル1枚の面積(m²) | 1.7 |
| 面積の利用率(%) | 80 |
| 合計のシステム容量(kW) | =B1*B2/1000 |
| パネルの合計面積(m²) | =B1*B3 |
| 利用率を見込んだ屋根面積の目安(m²) | =B6/(B4/100) |
| 設置可能面積(m²) | 30 |
| 面積の利用率(%) | 80 |
| パネル1枚の面積(m²) | 1.7 |
| 実際に使える面積(m²) | =B1*B2/100 |
| 切り捨て前の枚数 | =B4/B3 |
| 設置できる枚数(枚) | =ROUNDDOWN(ROUND(B4/B3,10),0) |
| 合計のシステム容量(kW) | 5.2 |
| 1kWあたりの年間発電量(kWh/kW/年) | 1000 |
| 目安の年間発電量(kWh/年) | =B1*B2 |
1つ目の表は縦1,700mm×横1,000mmのパネルの面積で、B3に1.7(m²)と表示されます。2つ目の表は目標5kW・400Wの例で、B3に12.5、切り上げのROUNDUP関数を使ったB4に13(枚)と表示されます。
3つ目の表は年間4,500kWh・1,050kWh/kW/年・430Wの例で、B4に約4.286(kW)、B5に10(枚)。4つ目の表は13枚×400W・1.7m²の例で、B5に5.2(kW)、B6に22.1(m²)、B7に27.625(利用率80%を見込んだ屋根面積の目安、約27.6m²)と表示されます。
5つ目の表は屋根30m²・利用率80%の例で、B4に24(m²)、B5に約14.12、切り捨てのROUNDDOWN関数を使ったB6に14(枚)。6つ目の表は5.2kW×1,000kWh/kW/年で、B3に5200(kWh/年)と表示されます。B列の数値を自分のパネルと屋根の値に書き換えるだけで使えます。
ROUNDUP・ROUNDDOWNの中でいったんROUND(…,10)(小数第10位で四捨五入)をはさんでいるのは、割り切れるはずの計算(例:4.8kW÷400W=ちょうど12枚)がコンピュータ内部のごくわずかな誤差で12.000000000000002のようになり、1枚多く(または少なく)出るのを防ぐためです。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 縦の長さ(mm) | 1700 |
| 横の長さ(mm) | 1000 |
| パネル1枚の面積(m²) | =B1*B2/1000000 |
| 目標のシステム容量(kW) | 5 |
| パネル1枚の公称最大出力(W) | 400 |
| 切り上げ前の枚数 | =B1*1000/B2 |
| 必要な枚数(枚) | =ROUNDUP(ROUND(B1*1000/B2,10),0) |
| 目標の年間発電量(kWh/年) | 4500 |
| 1kWあたりの年間発電量(kWh/kW/年) | 1050 |
| パネル1枚の公称最大出力(W) | 430 |
| 目標のシステム容量(kW) | =B1/B2 |
| 必要な枚数(枚) | =ROUNDUP(ROUND(B4*1000/B3,10),0) |
| 枚数(枚) | 13 |
| パネル1枚の公称最大出力(W) | 400 |
| パネル1枚の面積(m²) | 1.7 |
| 面積の利用率(%) | 80 |
| 合計のシステム容量(kW) | =B1*B2/1000 |
| パネルの合計面積(m²) | =B1*B3 |
| 利用率を見込んだ屋根面積の目安(m²) | =B6/(B4/100) |
| 設置可能面積(m²) | 30 |
| 面積の利用率(%) | 80 |
| パネル1枚の面積(m²) | 1.7 |
| 実際に使える面積(m²) | =B1*B2/100 |
| 切り捨て前の枚数 | =B4/B3 |
| 設置できる枚数(枚) | =ROUNDDOWN(ROUND(B4/B3,10),0) |
| 合計のシステム容量(kW) | 5.2 |
| 1kWあたりの年間発電量(kWh/kW/年) | 1000 |
| 目安の年間発電量(kWh/年) | =B1*B2 |
Pythonで計算する方法
import math
from decimal import Decimal
# 数値は Decimal(10進小数)で持つ。float だと 4.03×1000÷130 のような「割り切れるはず」の計算が
# 31.000000000000004 になり、切り上げで 1 枚多く出ることがあるため
mode = "capacity" # "capacity"=目標容量から / "energy"=目標の年間発電量から / "area"=屋根面積から
target_kw = Decimal("5") # 目標のシステム容量 P_t(kW)。mode="capacity" のとき使う
target_kwh = Decimal("4500") # 目標の年間発電量 E_t(kWh/年)。mode="energy" のとき使う
roof_area_m2 = Decimal("30") # 屋根の設置可能面積 A(m²)。mode="area" のとき使う
utilization_percent = Decimal("80") # 面積の利用率 u(%)
yield_kwh_per_kw = Decimal("1000") # 1kWあたりの年間発電量 Y(kWh/kW/年)。不明なら None
panel_watt = Decimal("400") # パネル1枚の公称最大出力 p(W)
panel_length_mm = Decimal("1700") # パネル1枚の縦 L(mm)
panel_width_mm = Decimal("1000") # パネル1枚の横 W(mm)
# パネル1枚の面積 a(m²)= L × W ÷ 1,000,000
panel_area_m2 = panel_length_mm * panel_width_mm / Decimal("1000000")
if mode == "area":
# 屋根面積から:設置できる枚数 = ⌊A × u/100 ÷ a⌋(切り捨て)
usable_area_m2 = roof_area_m2 * utilization_percent / Decimal("100")
panel_count = math.floor(usable_area_m2 / panel_area_m2)
else:
if mode == "energy":
# 目標の年間発電量から目標容量に直す:P_t = E_t ÷ Y
target_kw = target_kwh / yield_kwh_per_kw
# 必要な枚数 = ⌈P_t × 1000 ÷ p⌉(切り上げ)
panel_count = math.ceil(target_kw * Decimal("1000") / panel_watt)
total_kw = panel_count * panel_watt / Decimal("1000") # 合計のシステム容量 P(kW)
total_area_m2 = panel_count * panel_area_m2 # パネルの合計面積 S(m²)
print(f"パネル1枚の面積: {panel_area_m2:.4f} m²")
print(f"枚数: {panel_count} 枚, 合計容量: {total_kw:.3f} kW, 合計面積: {total_area_m2:.2f} m²")
if mode != "area":
# 利用率を見込んだ屋根面積の目安(屋根面積から求めたときは入力した面積そのものなので出さない)
roof_needed_m2 = total_area_m2 / (utilization_percent / Decimal("100"))
print(f"利用率{utilization_percent}%を見込んだ屋根面積の目安: {roof_needed_m2:.1f} m²")
if yield_kwh_per_kw is not None:
print(f"目安の年間発電量: {total_kw * yield_kwh_per_kw:.0f} kWh/年")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
a = L × W ÷ 1000000
a = \frac{L \times W}{10^{6}}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>L</mi><mo>×</mo><mi>W</mi></mrow>
<msup><mn>10</mn><mn>6</mn></msup>
</mfrac>
</mrow>
</math>
a = (L * W) / 10^6
panelArea = length*width/10^6
a := L*W/10^6;
a = L*W/1e6;
a = (L×W)/10^6
N = ⌈Pₜ × 1000 ÷ p⌉
N = \left\lceil \frac{P_t \times 1000}{p} \right\rceil
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>=</mo>
<mo>⌈</mo>
<mfrac>
<mrow><msub><mi>P</mi><mi>t</mi></msub><mo>×</mo><mn>1000</mn></mrow>
<mi>p</mi>
</mfrac>
<mo>⌉</mo>
</mrow>
</math>
N = |~ (P_t * 1000) / p ~|
panelCount = Ceiling[targetKw*1000/panelW]
N := ceil(P_t*1000/p);
N = ceil(P_t*1000/p);
N = ⌈(P_t×1000)/p⌉
Pₜ = Eₜ ÷ Y
P_t = \frac{E_t}{Y}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>P</mi><mi>t</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msub><mi>E</mi><mi>t</mi></msub>
<mi>Y</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
P_t = E_t / Y
targetKw = targetKwh/yieldPerKw
P_t := E_t/Y;
P_t = E_t/Y;
P_t = E_t/Y
P = N × p ÷ 1000, S = N × a
P = \frac{N \times p}{1000}, \quad S = N \times a
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>N</mi><mo>×</mo><mi>p</mi></mrow>
<mn>1000</mn>
</mfrac>
<mo>,</mo>
<mspace width="1em"/>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mi>N</mi>
<mo>×</mo>
<mi>a</mi>
</mrow>
</math>
P = (N * p) / 1000, S = N * a
totalKw = panelCount*panelW/1000; totalArea = panelCount*panelArea
P := N*p/1000; S := N*a;
P = N*p/1000; S = N*a;
P = (N×p)/1000, S = N×a
N = ⌊A × u ÷ 100 ÷ a⌋
N = \left\lfloor \frac{A \times \frac{u}{100}}{a} \right\rfloor
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>N</mi>
<mo>=</mo>
<mo>⌊</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>A</mi><mo>×</mo><mfrac><mi>u</mi><mn>100</mn></mfrac></mrow>
<mi>a</mi>
</mfrac>
<mo>⌋</mo>
</mrow>
</math>
N = |__ (A * u / 100) / a __|
panelCount = Floor[roofArea*util/100/panelArea]
N := floor(A*u/100/a);
N = floor(A*u/100/a);
N = ⌊(A×u/100)/a⌋
E = P × Y
E = P \times Y
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>E</mi>
<mo>=</mo>
<mi>P</mi>
<mo>×</mo>
<mi>Y</mi>
</mrow>
</math>
E = P * Y
yearlyKwh = totalKw*yieldPerKw
E := P*Y;
E = P*Y;
E = P×Y
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは太陽光発電の設計アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 目標のシステム容量は5kW、パネル1枚の公称最大出力は400W、パネル1枚の寸法は縦1,700mm×横1,000mmです。面積の利用率は80%、1kWあたりの年間発電量は1,000kWh/kW/年とします。 必要な枚数は「目標容量(kW) × 1000 ÷ パネル1枚の出力(W)」の小数点以下を切り上げて求めてください(math.ceil)。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. パネル1枚の面積(m²)= 縦(mm) × 横(mm) ÷ 1,000,000 2. 必要な枚数(枚)と、その枚数での合計のシステム容量(kW) 3. パネルの合計面積(m²)と、利用率80%を見込んだ屋根面積の目安(m²) 4. 合計容量 × 1kWあたりの年間発電量 で求めた目安の年間発電量(kWh/年) 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
枚数は目標から求めるときは切り上げ、屋根の面積から求めるときは切り捨てで答えてください。答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
