発電量の試算を依頼される理由は、ほとんどの場合ひとつです。まだ建っていない設備の投資対効果を設置前に顧客へ示さなければならないからです。

この立場で必要なのは機能一覧の優劣ではありません。自社が扱う案件の条件を計算に載せられるかどうかと、その計算に1件あたり何時間かかるかです。この記事では提案で必要な機能要件を先に整理します。そのうえで自社導入と外注の損益分岐を数値で出します。

この記事の要点

ソフトの精度より、影と設置面の入力条件のほうが結果を左右する

太陽の軌道は季節で変わるため、影を年間一律の係数で掛けると数字が合わなくなる

製品の機能一覧ではなく、自社案件の条件を再現できるかという要件で選ぶ

費用の大半はライセンス費ではなく試算工数で、その過半は計算ではなく周辺建物の入力である

自社導入と外注の判断は年間件数ではなく、外注単価に自社へ残る工数を足した額で決まる

太陽光シミュレーションソフトで計算できること

提案の現場で使う4つの機能

太陽光シミュレーションソフトは、設置を検討している場所にパネルを置いたときの発電量を事前に計算するためのものです。提案や設計で使う機能は、おおむね次の4つに分かれます。

発電量の予測 — 日射量のデータとパネルの仕様から、年間や月ごとの発電量を算出する
経済効果の試算 — 発電量を電気料金や売電単価に換算し、投資回収までの年数を出す
影の解析 — 周辺の建物や樹木、屋上の設備や手すりが落とす影を計算に入れる
図面と提案書の出力 — パネルの配置図や、顧客に見せる資料の体裁で書き出す

どこまで必要かは案件で変わります。屋根が単純な形状で周囲に高い建物がない案件なら、日射量とパネル枚数からの概算でも大きくは外れません。周辺にビルが建っている都市部や屋根以外の面も使う案件では、影と設置面の条件を入れないと数字が合わなくなります。

計算の土台になる日射量データ

どのソフトも発電量の計算は日射量のデータから始まります。国内で広く使われているのはNEDOの日射量データベースです。現行版はMETPV-20とMONSOLA-20です。NEDOの解説書によると、統計期間はいずれも2010年から2018年です。

METPV-20 — 全国835地点の代表年の時別値。時間ごとの発電カーブを出す計算に使う
MONSOLA-20 — 全国1kmメッシュの月平均値。観測地点が近くにない場所の概算に使う

旧版のMETPV-11は1990年から2009年の統計で、現行版の統計期間とは重なりがありません。MONSOLA-20ではひまわり8号から推定した日射量分布が使われており、推定の方法自体も旧版から変わっています。

このデータベース自体はNEDOが無償で公開しています。無料で使えないのは計算ソフトのほうであって、計算の土台になる日射量データは誰でも参照できます。ソフトを検討するときは、どの版のデータを参照しているかを確認します。旧版のまま更新されていない製品では、提案した数字の根拠を聞かれたときに説明が苦しくなります。

無料ツールの数字と、提案に使う数字の違い

顧客が無料ツールの数字を持ってきたとき、提案側が埋めるもの

メーカーが公開している無料のシミュレーターは、住宅の所有者が自宅に載せた場合の目安を知るためのものです。顧客がこの数字を持って相談に来ることがありますが、業務用とは前提が違います。

	メーカーの無料ツール	提案に使う試算
想定する利用者	住宅の所有者	設計・提案の担当者
入力する情報	住所と屋根の向き、設置容量の目安	建物の形状、パネルの型番、回路構成、周辺環境
影の扱い	考慮しないか簡易な係数のみ	時刻別・季節別に計算できる製品がある
出力	発電量と電気代削減額の概算	発電量、配置図、計算条件を添えた提案書
根拠の提示	概算である旨の注記のみ	計算条件を示して説明できる

提案側が埋めるのは周辺環境と回路構成です。無料ツールは屋根の面積と向きしか見ていないため、隣の建物が落とす影もパネルの直列のつなぎ方も入っていません。この2つが入ると数字は下がる方向に動きます。顧客に対しては、数字が下がった理由を計算条件として示す必要があります。

設置前の投資対効果をどう組み立てるか

投資対効果の説明では、年間発電量の合計だけでは足りません。自家消費の案件では、発電した電力をその場で使えた割合で回収年数が変わります。

確認する指標は次の3つです。

需要データとの突合 — 30分単位の使用電力の記録と発電カーブを重ね、発電が需要を超える時間帯を把握する
自家消費率 — 発電した電力のうち、売電に回さず自社で使える割合
蓄電池を併設した場合の変化 — 超過分を蓄えて夕方に使うと自家消費率がどう動くか

この突合には時別の発電量が必要です。月平均値しか出せないツールでは需要カーブとの重なりが計算できません。投資対効果の説明が主な用途なら、時別の出力ができるかどうかが要件になります。

結果を左右するのは精度より入力条件

影の損失は、影がかかった面積の割合より大きくなる

パネルの一部に影がかかると、そのパネルだけでなく同じ回路につながったパネルの出力も落ちます。直列につながった回路は、最も電流の少ない部分に全体が引きずられるためです。

多くのパネルには複数のバイパスダイオードが入っており、影響の範囲はパネル内の区画単位に限定されます。それでも損失は影の面積比では測れません。屋根の1割に影がかかったから発電量が1割減るという計算にはならず、回路の組み方によってはそれより大きく落ちます。シミュレーションの分野でも、影になった部分が回路の電流を制限する電気的な損失は日射量の減少とは別に扱われています。

実務では影の影響を小さくする手立てがあります。

影がかかる列を別の回路に分け、影響の範囲を限定する
パネルごとにパワーオプティマイザを入れ、1枚の落ち込みを回路全体に波及させない
マイクロインバータを使い、パネル単位で制御する

ソフトを選ぶときは、こうした構成を再現して試算できるかを確認します。回路を分けた前提で提案するなら、計算も同じ構成で回せなければ数字の裏付けになりません。

太陽の軌道は季節で変わるので、一律の係数では合わない

影の扱いでよく使われるのが日陰補正係数です。周囲に建物があるから発電量に0.95を掛けるという形で、年間を通して同じ数字を乗じるやり方です。

この扱いは案件によっては成り立ちません。太陽の高度と方位は季節で変わるため、同じ建物が落とす影も夏と冬で別の場所に伸びます。夏の正午には影が届かない面が冬には半日影に入ることがあります。朝しか影にならない面と冬の日中に影になる面では、年間の損失がまったく違います。これを一つの係数にまとめると季節ごとの差が消えてしまいます。

規格の扱いも一意ではありません。JIS C 8907の発電電力量推定では、各種の損失をまとめたシステム出力係数を使います。日陰をこの枠組みのどこに置くかは資料によって整理が異なります。建築研究所の建築研究資料 No.188の対比表では、日陰補正係数の欄がJIS C 8907では対象外として整理されています。一方で省エネルギー基準の技術資料は、日陰補正係数を日陰がないときの発電電力量に対する日陰があるときの発電電力量の比と定義しています。そのうえで総合設計係数の構成要素として扱っています。

つまり日陰をどう織り込むかは規格が決めているわけではなく、ソフト側の実装に委ねられています。周囲に建物がない郊外の案件なら係数で足りますが、都市部で隣にビルがある案件では太陽の位置を時刻ごとに動かして影を追う必要があります。

屋根以外の設置面を扱えるかどうか

屋根置きを前提に作られたソフトでは、壁面や地面設置や縦置きを同じ条件で比較できないことがあります。

都市部では屋上に十分な面積がない建物が多く、外壁を使う案が検討されます。国土交通省のPLATEAU事業でも3D都市モデルを使って壁面の太陽光発電ポテンシャルを推計する取り組みが行われており、都市部では壁面が有効な一方で実例データが少なく予測が難しいことが課題に挙げられています。

壁面は屋根と日射の当たり方が違い、方位と季節で発電量の動きも変わります。扱う案件に屋根以外の設置が含まれるなら、その設置面を計算できるかどうかが選定条件になります。

ソフト選定の機能要件チェックリスト

自社案件の条件から要件を決める

製品の機能一覧を見比べる前に、自社が扱う案件の条件を先に書き出します。条件が決まれば必要な機能は自動的に絞られます。

確認する要件	必要になる案件	確認の仕方
影を時刻別・季節別に計算できるか	周辺に建物がある都市部の案件	一律の係数指定だけでないか、時間刻みの出力があるか
周辺建物を3次元で入力できるか	隣接する建物の高さが効く案件	3D都市モデルや点群を読み込めるか
回路構成を反映できるか	オプティマイザや回路分割を前提に提案する案件	ストリング単位の設定ができるか
屋根以外の設置面に対応するか	壁面、地面設置、縦置きを含む案件	任意の傾斜角と方位を設定できるか
時別の発電量を出せるか	自家消費率や需要突合が必要な案件	30分または1時間単位で書き出せるか
参照する日射量データの版	根拠を顧客に説明する全案件	METPV-20など現行版を使っているか
損失の内訳を出せるか	提案値と実測の差を説明する案件	温度やパワコン効率などを個別に表示できるか
提案書の体裁で出力できるか	顧客提出資料を作る全案件	再編集なしで使える形式か

どの型のソフトが要件を満たしやすいか

国内で入手できる選択肢は、何に重点を置いているかで4つの型に分かれます。以下は公開されている機能一覧で確認できる範囲の傾向で、同じ型でも製品ごとの差は大きいものです。実際の検討ではメーカーの公式情報で確認してください。

ソフトの型	満たしやすい要件	確認が必要になりやすい要件
国内の設計・施工系	配置図と架台、提案書の体裁、国内の日射量データ	影の時刻別計算の細かさは製品差が大きい。屋根以外の設置面
海外の発電予測系	損失の内訳、時別出力、回路構成の反映	日本語の提案書体裁、国内データの取り込み
クラウドの提案支援系	経済効果の試算、電気料金プランとの突合、導入の速さ	周辺建物の3次元入力、屋根以外の設置面
外部への委託	自社で機能と習熟を揃えずに済む。件数の増減を吸収できる	委託先によって対応範囲が違うため、扱える条件は個別に確認する

要件のうち上位2つか3つを満たす型に絞ってから、個別の製品を比べると検討が早く済みます。全部入りを求めると費用が上がり、使わない機能に払うことになります。

損失をどこまで内訳で出せるか

発電量は、パネルの公称出力に日射量を掛けただけの数字から目減りします。目減りの要因は影だけではありません。

パネル温度の上昇による出力低下
パワーコンディショナの変換効率
配線での損失
パネル表面の汚れ
影による損失

これらをまとめた係数で出力するソフトと、要因ごとに内訳を出せるソフトがあります。設置後に発電量が想定を下回ったとき、内訳が出ていれば影の見込み違いなのか機器の問題なのかを切り分けられます。まとめた係数だけでは判別できません。

切り分けた結果は次の提案に効きます。実績値と提案値を突き合わせて差の原因を特定し、同じ地域や似た建物形状の案件では入力条件を補正しておくと見込みが締まります。この運用があるかどうかで、提案値の確からしさは案件を重ねるほど変わります。

自社導入と外注はどちらが安いか

1件あたりの工数はどこにかかるか

工数の目安として、当社が代行している案件では現地調査からレポート提出まで含めて1件あたり10時間程度かかっています。内訳はおおよそ次の配分です。

工程	時間の目安	ソフトを替えて減るか
現地調査	約1.5時間	減らない
周辺建物のモデリング	約5.5時間	減らせる
発電量の計算	約1時間	ほとんど変わらない
レポート作成	約2時間	出力の体裁次第で減る

これは屋上設置で周辺に数棟の建物がある案件での配分です。地上設置や複数棟の案件では比率が変わります。代行として手順が固まっている状態の配分なので、不慣れな担当者ではモデリング側がさらに伸びます。

過半を占めるのは計算ではなくモデリングです。発電量を計算する処理そのものは1時間程度で、ソフトを替えても大きくは変わりません。削れる余地があるのは周辺の建物を3次元で入力する工程です。

したがってソフトを比べるときに効くのは、計算の速さや精度ではなく周辺建物の入力をどれだけ省けるかです。3D都市モデルや点群データを読み込めるか、地図から建物の高さを取り込めるかという点が1件あたりの工数を直接動かします。3D都市モデルが整備されているのは一部の都市に限られるため、対象の地域で使えるかを先に確認します。読み込みが使える案件では、建物を手で起こす工程がその分なくなります。時間単価5,000円なら、この工程が1時間減るごとに1件あたり5,000円下がります。一方で現地調査とレポート作成の3.5時間は、どの製品を買っても残ります。

ライセンス費以外に乗るもの

見積りに出てくるのはライセンス費ですが、実際にはこれ以外が乗ります。

習熟にかかる時間 — 業務用ソフトは入力項目が多く、担当者が独力で使えるようになるまで時間がかかる。この間の人件費は見積書に出てこない
更新費と保守費 — 年単位の更新が必要な製品がある。気象データの更新が別料金のこともある
属人化 — 使えるのが1人だけという状態になりやすく、その担当者の空き時間が提案件数の上限になる

件数を増やすには2人目を育てる必要があり、そこでまた習熟の時間がかかります。担当者が休んだり退職したりすると提案が止まるという形で、このコストは後から表に出てきます。

年間の件数から1件あたりを出す

この10時間を前提に数値例を作ります。担当者の時間単価は5,000円とします。ライセンスと更新費は年額30万円、習熟は40時間と仮定します。金額は自社の数字に置き換えてください。

	年5件	年20件	年50件
ライセンス・更新費（年額）	30万円	30万円	30万円
試算工数（10時間 × 5,000円 × 件数）	25万円	100万円	250万円
年間の合計	55万円	130万円	280万円
1件あたり	11.0万円	6.5万円	5.6万円
初年度のみ（習熟20万円を加算）	15.0万円	7.5万円	6.0万円

この表で読み取るべきは、件数を増やしても1件あたりが5万円までしか下がらないことです。5万円は工数そのものの金額で、ライセンス費を件数で割った分はすぐに小さくなります。

ただしこれはライセンスが年額30万円の場合の話です。ライセンスは買い切りと年額のサブスクリプションがあり、年額に換算すると製品によって桁が変わります。年額100万円級の製品なら年5件で1件25万円になり、この帯ではライセンスの回収が論点になります。目安として、ライセンス費が年間の試算工数の金額を下回っていれば工数側が支配的です。上回るなら件数を増やして固定費を割る効果が効きます。自社の分岐点を出すときは、まずこの2つの金額を並べてどちらが大きいかを見ます。

外注と比べるときに揃える条件

外注は1件ごとの変動費で固定費がかかりません。比べるときに外しやすいのは、外注しても自社に残る工数です。

受け取ったレポートを顧客向けの説明に組み替える作業（約2時間）
現地調査に立ち会う場合の時間（約1.5時間）
建物や設備の情報を集めて渡す作業と、条件を変えて再計算を依頼するやりとり

レポートの組み替えと現地調査の立会いだけで3.5時間になり、時間単価5,000円なら約1.75万円です。外注単価にこの金額を足したものが、自社導入の1件あたりと比べる相手になります。年50件で自社が5.6万円なら、外注単価が3.85万円を下回るかどうかが分岐点です。現地調査に立ち会わない案件では残るのが約2時間なので、分岐点は4.6万円に上がります。

見積りを取るときは次の3点を確認します。

1件あたりの単価と、含まれる作業の範囲
条件を変えて再計算する場合の追加料金
依頼からレポート受領までの日数

3点目は提案の期限に直結します。単価が安くても納期が合わなければ使えません。

外注が向かない案件

次のような案件は外注に向きません。

顧客との打ち合わせ中に条件を変えてその場で再計算したい
設計の過程で何十通りも配置を試す
計算の中身を自社のノウハウとして蓄積したい

打ち合わせ中の即答が必要な案件は、手元にソフトがないと対応できません。提案前に1回きちんと計算すればよい案件なら外注でも支障はありません。年間の件数が少なく、かつ影や設置面の条件が難しい案件だけ外に出すという使い分けもできます。

自社導入と外注の切り分け

判断

外注単価が工数分を上回るか、打ち合わせ中の即答が必要かで切り分ける

外注単価に自社へ残る工数を足した額が、自社の1件あたりを下回る

外注が有利

自社の1件あたりは工数分までしか下がらない。この水準を下回るなら件数にかかわらず外注が安い

外注単価に残る工数を足した額が自社の1件あたりを上回る。件数もまとまる

自社導入が有利

固定費を件数で割れる。ただし1件あたりの工数が下がらなければ費用は減らない

打ち合わせ中にその場で条件を変えて再計算したい

自社導入が必要

件数や単価にかかわらず、手元にソフトがないと対応できない

よくある質問

Q. 無料のシミュレーションツールでは業務に使えませんか？

A. 初期の規模感の共有までなら使えます。見積りや契約の根拠として数字を出す段階では、計算条件を示せるソフトが必要です。なお計算の土台になるNEDOの日射量データベースは無償で公開されており、こちらは業務でも使えます。無料で手に入らないのは計算と出力の部分です。

Q. ソフトを入れれば発電量の予測は正確になりますか？

A. ソフトの精度より入力する条件の正確さのほうが結果を左右します。周辺の建物の高さと位置や回路の組み方は、入力が雑だと出力も合いません。影の多い案件では、建物の形状をどこまで再現するかで結果が変わります。

Q. 自社導入と外注は、どのくらいの件数で逆転しますか？

A. 件数で逆転するという整理は正確ではありません。本記事の条件では自社導入の1件あたりが年5件で11.0万円／年20件で6.5万円／年50件で5.6万円になります。外注に出しても自社に残る工数が約1.75万円あるため、年50件なら外注単価が3.85万円を下回るかどうかが分岐点です。下回るなら件数が増えても外注が安いままです。上回るなら件数が増えるほど自社導入との差が開きます。判断は件数ではなく単価の水準で決まります。

Q. 影はどのくらい正確に計算する必要がありますか？

A. 周囲に建物がない郊外の案件なら一律の係数でも大きくは外れません。隣接する建物が影を落とす案件では、太陽の高度が季節で変わるため時刻別の計算が必要です。夏に影が届かない面が冬には半日影に入ることがあり、年間一律の係数ではこの差が表現できません。

Q. 壁面や地面設置の案件もシミュレーションできますか？

A. 製品によります。屋根置きを前提にしたソフトでは、壁面や縦置きを屋根と同じ条件で比較できないことがあります。任意の傾斜角と方位を設定できるかを選定時に確認してください。

太陽光シミュレーションソフトの選び方｜自社導入と外注の判断基準