PV(Photovoltaic)とは？太陽光発電の仕組みや独立形・系統連系形PVシステムについて解説
編集者：【大阪ガス】Daigasコラム編集部
2025年11月14日
「太陽光発電のPVって何？」
「PVシステムの仕組みについて知りたい」
太陽光発電の導入を検討する人の中には、PVシステムという言葉を聞いたことがある人は多いでしょう。しかし、実際「PV」という言葉が何を指すのか気になりますよね。
結論として、PVとは「Photovoltaic(フォトボルタイク)」の略で、光を電気に変える仕組み全般を指します。太陽光発電とPVは、同じものと考えて問題ありません。
本記事では、太陽光発電がPVと呼ばれる理由について解説します。また、系統連系形・独立形PVシステムの違いについても紹介するので、参考にしてください。
目次
PV(Photovoltaic)とは太陽光発電のこと
PVとは、英語の「Photovoltaic(フォトボルタイク)」の略語です。「photo(光)」と「voltaic(電流の)」を組み合わせた言葉で、日本語では「光起電力」と訳されます。
光起電力とは、光が物質に当たった際に電気が発生する現象です。太陽光発電は光起電力を応用し、太陽光を電気に変換する仕組みを備えています。
海外では、太陽光発電を「Photovoltaic System(PVシステム)」と呼ぶことが多いです。PVという名称は、日本語における「太陽光発電」と同じ意味と考えて問題ありません。
PVシステム(太陽光発電)の仕組み
※画像はDaigasコラムが作成
PVシステムとは、太陽光発電設備全体を指す言葉です。主に、太陽光パネルやパワーコンディショナ、蓄電池といった設備で構成されます。
本項では、PVシステムを構成する機器の役割と仕組みについて解説します。
太陽光パネルは太陽光を電気に変換する設備
※画像はDaigasコラムが作成
太陽光パネルは、太陽光を電気に変換する役割を持つ設備です。構成単位によって、それぞれ太陽電池セル・太陽光パネル・ストリング・アレイという名称で呼ばれます。
| 特徴 | |
|---|---|
| 太陽電池 セル |
・太陽光パネルを構成する最小の部品 ・内蔵された半導体が電気を生み出す |
| 太陽光 パネル |
・複数の太陽電池セルで構成される ・太陽電池モジュールとも呼ばれる |
| ストリング | ・複数の太陽光パネルを直列に接続した単位 ・電圧を高める役割を持つ |
| アレイ | ・太陽光パネルを架台に複数取り付けた状態 |
太陽光パネルの中核となる太陽電池セルは、主にシリコン系の半導体が使われています。半導体に太陽の光が当たることで、電流が発生する仕組みです。
太陽光パネルが発電する仕組み
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太陽光パネルは、主に太陽電池セルの働きによって発電します。太陽電池セルは、N型・P型と呼ばれる2つの半導体によって構成されているのが特徴です。
太陽の光がセルに当たると、半導体内部で電子※1と正孔※2が発生します。電子はN型半導体、正孔はP型半導体にそれぞれ引き寄せられます。
電子と正孔の分離によって、N型・P型半導体の間に電圧が生じ、回路に直流の電流が流れます。光によって電力が生まれることから、光起電力効果と呼ばれます。
※1 電子：マイナスの電気を帯びた小さな粒子。
※2 正孔：半導体において、電子が移動して欠損が生じた状態を指す。プラスの電気を帯びている。
太陽光パネルの単結晶・多結晶の違い
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太陽光パネルに使われるシリコンには、単結晶・多結晶の2種類が存在します。それぞれ発電効率やコスト面における違いがあるのが特徴です。
単結晶タイプの太陽光パネルは、表面の構造が均一で発電効率が高いという特性を持ちます。純度の高いシリコンを使って製造するため、導入コストは高いです。
一方、多結晶タイプの太陽光パネルは、再利用されたシリコンが使われているためコストが低いです。しかし、発電効率は単結晶タイプと比べて若干下がります。
パワーコンディショナは電気を家庭用に変換する設備
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パワーコンディショナは、太陽光パネルが発電した直流電力を、家庭で使える交流電力へ変換する設備です。家庭内の電力供給や電力会社への売電に欠かせない役割を担っています。
また、パワーコンディショナは、発電設備を安定化する役割も果たします。電圧の急激な上昇を抑制し、設備を保護する安全装置としての機能も備えているのが特徴です。
さらに、多くのパワーコンディショナには、停電時に太陽光発電の電力を供給できる自立運転機能が搭載されています。災害発生時も、生活に必要な電力を確保できるため安心です。
蓄電池は電力を貯める設備
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蓄電池は、太陽光発電で作った電力を貯めて、必要なタイミングで供給する設備です。主に、電力を貯める「蓄電」と電力を供給する「放電」の2つの機能を備えています。
太陽光発電と併用することで、夜間や悪天候の際も発電した電気を自家消費できます。電力会社から購入する電力の量を減らせるため、電気代の大幅な削減が可能です。
また、停電時には非常用電源となり、生活に必要な電力を確保できます。電気代の節約に加えて、災害時の備えとしても役立つ設備です。
系統連系形PVシステムと独立形PVシステムの違い
太陽光発電は、電力会社との接続状況によって系統連系形と独立形の2種類に分かれます。システムごとに最適な導入環境が異なるため、導入目的に合わせた選択が大切です。
- 系統連系形PVシステム
- 独立形(オフグリッド)PVシステム
本項では、系統連系形・独立形PVシステムの特徴と導入のメリット・デメリットを解説します。自宅に最適なPVシステムを見つけたい人は、参考にしてください。
系統連系形PVシステムとは
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系統連系形PVシステムとは、電力会社の配電網と接続された太陽光発電設備を指します。住宅に設置される太陽光発電の多くは、系統連系形に該当します。
発電設備が電線と接続されているため、夜間・雨天時は電力会社から電気を購入して使用できます。安定した電力供給が可能で、日常生活に支障が出にくいのが大きな特徴です。
独立形PVシステムとの違いとして、パワーコンディショナの設置が挙げられます。発電した電力を家庭用に変換したり、エネルギー会社に売電するために必要です。
系統連系形PVシステムを導入するメリット
系統連系形PVシステムの最大のメリットは、余剰電力を電力会社へ売電できることです。月に数千円の売電収入を得られるほか、自家消費と組み合わせれば電気代の削減が可能です。
夜間や悪天候の際は、不足した電力を電力会社から供給できます。電力供給が途切れる心配がほとんどないため、安定性の高さも魅力です。
また、系統連系形のPVシステムは、自治体が交付する補助金の対象となるケースが多いです。補助金を活用すれば、初期費用の負担を大幅に抑えて導入できます。
系統連系形PVシステムを導入するデメリット
系統連系形PVシステムの導入には、高額な初期費用が掛かります。導入時の費用負担が大きい点を、デメリットに感じる人は多いでしょう。
また、配電網と接続しているため、停電時に発電設備の運転が自動で停止します。特に夜間や悪天候時に停電が発生した場合、発電した電力を使うには蓄電池の併設が必須です。
自治体の補助金制度を活用すれば、初期費用を抑えながら災害対策を兼ねた設備を導入できます。導入の際は、設置業者に相談して補助金の申請を実施するのがおすすめです。
独立形(オフグリッド)PVシステムとは？
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独立形PVシステムとは、電力会社の配電網と接続しない太陽光発電設備です。通常、蓄電池やインバーター※1、チャージコントローラ※2と組み合わせて導入します。
独立形PVシステムは、電力の引き込みが困難な場所にも設置できるのが特徴です。停電の影響を受けにくいため、災害時には自立電源としても活躍します。
さらに、設備構成や設置場所の自由度が高い点も、独立形の大きな強みです。小規模な設備であれば、ベランダやマンションの屋上といった限られたスペースにも導入できます。
※1 インバーター：蓄電池やバッテリーに蓄えた直流電流を家庭用の交流電流に変換・供給する装置
※2 チャージコントローラ：パネルからバッテリーへの充電管理・過充電や過放電を防止するための設備
独立形PVシステムを導入するメリット
独立形PVシステムは、電力会社と契約せずに運用できるのがメリットです。電気代の高騰を気にせず、発電した電気を使えます。
配電網から独立しているため、停電の影響を受けにくい点も魅力です。非常用電源として機能するため、防災対策にも適しています。
また、独立形PVシステムは、数百W程度の小規模な設備構成でも稼働できます。必要な機器さえ揃えば、山間部やベランダ等にも設備を構築可能です。
独立形PVシステムを導入するデメリット
独立形PVシステムは、補助金制度の対象外となるケースが多いです。導入時のコスト負担が大きい点はデメリットです。
また、電力会社からの配電網と接続していないため、電力の購入や売電ができません。悪天候が長期間続いた場合、電力が不足する可能性があります。
独立形PVシステムは、配電網が利用できないエリアや、災害対策として自立電源を備えたい人に向いています。発電設備の構成に不安がある人は、専門家に相談するのがおすすめです。
PVシステム(太陽光発電)のよくある質問
- PV施工技術者とは？
- PVシステムは1日にどれくらい発電できる？
- PVシステムの設置費用は？
PV施工技術者とは？
PV施工技術者とは、太陽光発電協会によって運営される、太陽光発電の設置に必要な知識・技術の習得レベルを認定する民間資格です。
本制度は、2017年に「PVマスター技術者制度」として制度が再編されました。2025年現在「PVマスター施工技術者」「PVマスター保守点検技術者」の2種類の資格が発行されています。
施工品質の高い業者に設置を依頼したい人は、資格の有無を判断基準にするのがおすすめです。本制度の公式サイト※では、有資格者が在籍する販売・施工業者を検索できます。
※参考：PVマスター技術者制度公式サイト
PVシステムは1日にどれくらい発電できる？
太陽光発電における1日あたりの発電量は、容量1kWにつきおよそ2.7kWh※1が目安です。容量4～5kWの発電設備を導入した場合、10.8～13.5kWhの発電量が見込めます。
1世帯あたりの電力消費量は、1日あたり約10.7kWh※2です。容量4～5kWの発電設備を設置すれば、消費電力のほとんどを自家発電で賄えます。
ただし、1日あたりの発電量は、天候や日照時間といった条件によって変動します。発電設備導入の際は、地域の気象データや日射量を確認しておくことが重要です。
太陽光発電の年間発電量はどれくらい？地域ごとの目安や発電量を増やす方法を紹介
※1 参考：太陽光発電協会「よくある質問」
※2 参考：環境省「家庭部門のCO2排出実態統計調査」
PVシステムの設置費用は？
PVシステム(太陽光発電)の設置費用は、容量1kWあたり28.6万円※とされています。容量4～5kWの発電設備を導入した場合、114～143万円の設置費用が掛かる見込みです。
自治体によっては、太陽光発電の導入支援に向けた補助金制度が設けられています。対象条件や交付額は自治体によって異なるため、あらかじめ確認したうえで申請しましょう。
また、初期費用の負担を抑えるなら「0円ソーラー」を利用するのもおすすめです。中でも大阪ガスの「スマイルーフ」なら、大手メーカーのPVシステムを無料で導入できます。
※参考：資源エネルギー庁「太陽光発電について」
まとめ：PVとは太陽光発電を指す言葉
PV(Photovoltaic)とは、光を電気に変える仕組みや太陽光発電を指す言葉です。太陽光発電設備は、別名「PVシステム」と呼ばれます。
PVシステムには、電力会社の配電網と接続する「系統連系形」と、独立して作動する「独立形」の2種類があります。設置目的や居住環境に応じて、最適なPVシステムを選ぶことが重要です。
自宅に適したPVシステムを選びたい人は、大手施工業者に相談するのがおすすめです。中でも大阪ガスなら、太陽光発電の専門家から設備導入のアドバイスを受けられます。
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2025年11月13日
