第14回勉強会「雪国での太陽光発電」

ゼロカーボン（脱炭素）に向けて一人ひとりが主役となるための勉強会。

第14回のテーマは、「雪国での太陽光発電」。
気候変動が気になっていたり、高騰する電気料金に頭を悩ませたり。
自宅の屋根にソーラーパネルを載せたいと思っている人も多いのではないでしょうか。
でも、冬は積雪で発電量が少なさそう…。
雪でパネルが壊れてしまうかも…。
積雪対策で設置の費用がかさみそう…。
など、様々な不安がよぎります。

今回の勉強会では、最大積雪が4mにも及ぶ長野県最北部に位置する飯山市でハーフビルドの家に太陽光発電システム「雪国飯山ソーラー発電所」を導入し、自給自足に近い暮らしを目指す尾日向梨沙さんと、その設計・施工に携わった太陽光生活研究所 所長の高嶋健さんをゲストに迎え、お話いただきました。

日時：6月16日（木）19:00～20:30
場所：白馬ノルウェービレッジ or ZOOM
参加者：70名（会場27名、オンライン43名）

開会・趣旨説明

気候変動の最も大きな原因は二酸化炭素で、1世帯あたり年間4tほど排出していると言われています。
その内訳を見てみると、約半分が発電のために排出され、4分の1がガソリン・軽油からの排出となっています。
日本では、石炭や石油、天然ガスなど化石燃料による火力発電が多く、私たちができることは、再エネ由来の電力契約に切り替えることや、自宅に再エネ発電設備を設置することなどが挙げられます。

再生可能エネルギーが普及していくことが気候変動の解決の鍵であることは間違いありませんが、急斜面の木を切ってソーラーパネルを設置したり、山岳地帯に大規模な風力発電を設置するなど、地域住民が不安を感じるような計画もあります。

自然破壊や地域住民の反対など新たな問題を生み出さず、地域にお金が留まり雇用や産業が生まれたり、災害時のインフラになるなど、新たな価値を生み出すことが、望ましい再生可能エネルギーのあり方ではないでしょうか。

住んでいる家や事業所の屋根にソーラーパネルを設置するというのは、望ましい形になり得るのではないでしょうか。
長野県が策定したゼロカーボン戦略において、2050年のカーボンニュートラルに向けて「信州のすべての屋根にソーラーを」を合言葉に再エネ生産量を2030年に2倍、2050年に3倍を目指しています。
東京都では、新築住宅に太陽光発電設備の義務付けを条例化が検討されています。

屋根にソーラーパネルを設置したくなりますが、雪国ではそう簡単にいかないのではないかという思いもあると思います。
冬は積雪で発電できないのではないか、雪でパネルが壊れてしまうのではないか、積雪対策で設置の費用がかさみそう、雪国ではパネルの保証が利かないのではないか、など様々な不安があり、二の足を踏んでいる方が多いのではないでしょうか。

今回ゲストに迎えた尾日向梨沙さんは、豪雪地帯の長野県飯山市でエネルギーの自給生活を楽しんでおり、その仕組みを考えた太陽光生活研究所 所長の高嶋健さんからも技術的な話をお聞きできると思います。

雪国とおひさまの物語 長野・飯山ナチュラルライフ

ゲスト

• 尾日向梨沙さん（フリーランス編集者）

• 高嶋健さん（太陽光生活研究所 所長）

（尾日向さん）
飯山市は長野県の最北部にあり、新潟県と接しています。
冬は日本海からの季節風が関田山脈を越えて多くの雪が降り積もります。
地域によって差はありますが、積雪が3m程になる場所で暮らしています。

東京で生まれ育ち、20代は出版社に勤めスキー雑誌の編集をしていました。2015年に独立してフリーランスになり、雪国の暮らしやスキーの歴史などを発信する「Stuben Magazine」という本を出版しています。
2022年秋に発売する第6号では、白馬エリアの自然環境に関する特集を予定していて、クラウドファンディングにも挑戦中です。
第2号では、「山岳リゾートとエネルギー」というテーマで、白馬村と友好関係にあるオーストリアのレッヒのバイオマス発電を取り上げています。スキー場の麓にあり、景観にも合った建物で、2016年当時は日本国内には再生可能エネルギーでリフトを動かそうというスキー場はまだなく、先進的な取り組みでしたが、ここ数年で白馬エリアを中心に日本国内でも動きが出てきたと実感しています。

2年前に神奈川県藤沢市から飯山市に移住しました。
雪とスキーが好きで、各地の取材をする中で、雪国の暮らしに憧れ、いつか自分も雪国に住みたいと思い、いろいろなご縁があって飯山市を選びました。
パートナーと愛猫「空」と暮らし、冬は毎日スキーをして、夏は野菜を育てたり山菜を採ったり、自然に寄り添った暮らしを心がけています。

移住して数ヶ月後に太陽光発電のプロジェクトを始めようと関係者が視察している写真です。家は新築で建てましたが、「自分たちでできることは自分たちでやろう」ということで、中の壁を塗ったり棚を作ったりしました。
できるだけ自然に負荷をかけない暮らしをしたいと思って移住してきたので、太陽光パネルも検討しましたが、予算や雪国特有の不安などもあって新築時点では設置しませんでした。

（高嶋さん）
自給自足的な暮らしをされている方の住宅に太陽光パネルを設置してモニタリングしたいと考えていたところ、尾日向さんをご紹介いただきました。
尾日向さんの家は大きな片流れの屋根なので、たくさんパネルが載せられると思いましたが、調査をしてみると積雪4m地域であり屋根に乗せるのは困難だという問題に直面しました。

太陽電池モジュール（太陽光パネル）は、台風の風に負けない強度が前提であり、一般的には2400PAが基準となっていて、積雪に換算すると1m程度しか耐えられないという計算になってしまいます。
パネルのガラスは一般的な窓ガラスとそれほど変わらないため、大きな荷重に耐えることができません。
1㎡あたりの荷重は、積雪1m未満で150kg、1mを超えると300kg、4mを超えると1.2tになると言われています。30㎡のパネルに4mの雪が積もると36tの荷重がかかる計算になります。

積雪地での設置に向けて、以前から融雪・滑雪する方法が検討されてきましたが、30年間メンテナンスフリーで使いたいことを考えると、融雪等の設備不良でパネルが壊れてしまうリスクもあり、簡単に解決できる問題ではありません。

何か解決策はないかと考えて外を眺めていたときに、杉の木は何もしていないのに冬を越していると思い、そこからヒントを得て、雪を受け止めるのではなく「往なす」ようにしようと考えました。

架台を90度回転させて壁面に取り付ける方法で、パネルを壁に貼るような形で架台を設置しています。
壁荷重にも負けないよう、柱並みの桟木を横に通して強化しています。

水平の折半屋根に20度で設置する既製品の架台を90度回転することで、70度で壁面にパネルを取り付けます。
4mの雪に対応するために特殊な部材・工法を用いてしまうとコストが高くなってしまうため、一般的な部材・工法での設置を実現しました。

（尾日向さん）
新潟県燕市で雪止め金具などを製造していたスワロー工業の架台を持ってきてもらい、打ち合わせをしている様子です。
景観的な面から、色をどうするかといったことなども検討しました。

10月下旬頃から設置のための工事を始めました。
建築をお願いした地元の工務店に頼んで、外壁と同色に塗装した桟木を取り付けて、下地を補強しました。

架台も外壁と同じように茶色に塗装してもらいました。

パネルが1枚20kgくらいの重量で、大きく重いものだと改めて感じました。

（高嶋さん）
雪国では太陽光パネルがあまり販売されていないため、対応してくれる業者が少ない状況です。地域の工務店や電気工事店に対応してもらいますが、やり方がわからないため、メーカーなど関係者が現場で教えながら設置作業をしています。

発電された電気を直流から交流に変換するパワーコンディショナーと4.4kWhの蓄電池、停電時に蓄電池の電気を使うための切替機などを設置しています。

（尾日向さん）
2020年10月に工事が終わり、「雪国飯山ソーラー発電所」と名前を付けて稼働がスタートしました。創った電気は自家消費して、余剰分を売電しています。
日々の暮らしが大きく変わることはありませんでしたが、設置当初は発電状況を頻繁に気にしていました。

宅内のモニターで発電量と消費量を確認することができます。（左）
同じ情報をPCでも確認できるようになっています。（右）
季節や天候によって大きく変わるのがよくわかります。

初年度の冬は降雪量が多く、12月中旬くらいから一気に降り積もり、パネルにも雪がたくさん付いていました。心配になってパネルについた雪を落とそうとしたこともありましたが、届く範囲が限られるため早々に諦めて見守ることにしました。

パネルを載せたくなる片流れの屋根ですが、この雪がすべて南側の畑に落ちるようになっています。
車庫も家の中に作ったので、除雪を必要とするエリアが狭く、除雪機なしで暮らしています。

南側は屋根雪が大量に落ちてくるため、下のパネルが埋もれてしまいそうな状況で、太陽光を当てるために前の雪を退かす作業を日課のように行っていました。
パネルの表面は車のフロントガラスと同じような強化ガラスになっていて、強度はありますが石が当たるなど一点に力が集中すると割れてしまうそうです。

大雪が降った直後はパネルが埋もれてしまい、1月から2月にかけては2〜3日に1回除雪作業をしていました。
下のパネル2枚は地上2.4mの位置に実験的に付けたもので、雪に埋もれても問題はないそうですが、せっかく天気が良い日に発電をしないのはもったいないので、少しでも電気を作れるように掘り出していました。

（高嶋さん）
10年に1回くらいの大雪の年に埋もれる程度かと思って設置しましたが、考えが甘過ぎました。

（尾日向さん）
1月15日の15時過ぎのモニターの状況ですが、黄色が発電量で、下の赤い部分が消費量、緑の部分が売電量ですが、冬でも天気が良ければこれくらい発電することがわかりました。
夜に電力消費量が多いのは、深夜電力を使ってエコキュートを稼働しているためで、寒冷地では多くの電力を使用するため、自給自足の難しさを改めて感じました。

（高嶋さん）
2021年の1年間の発電量をまとめてみました。
中央の「平均年」は30年間の平年値で、右側の「多照年」は30年間の中でも日射量の多かった年の数値を示しています。
年間を通して見ると、一般的なシミュレーションモデルよりも10%以上多く発電できました。
積雪期の2月〜3月を含めて、想定よりも多く発電できた月が複数あり、この設置方法でもプラスの発電量が期待できるということがわかりました。

太陽電池は光の量により発電量が変わりますが、高温になると温度ロスにより発電効率が悪くなります。逆に低温の時は発電効率が良くなります。
一年を通してパネルが温まらない（夏でもパネルが高温にならない）ということと、冬場は気温が低く発電量が増える条件が整っていることがわかります。

6月の外壁の状況をサーモカメラで撮影してみると、パネル表面がそれほど高温になっていないことがわかります。（白い部分が最も高温）
70度傾けて設置しているため、パネルの背面が空いていて、放熱効果が高いことが、夏場の発電効率を高めている要因と考えられます。

冬場は、気温が低いだけでなく、雪の反射光もあり、2月〜3月にはシステムの上限以上の電流を記録している時もありました。一時間あたりの最大発電量は、1月〜2月に記録されています。

曇天や薄明かりでも発電し、パネルが温まることで自然滑雪が始まります。
1年間を通して、全く発電しなかった日はありませんでした。

太陽光に積もる雪が1mを超えると光が入らず、全く発電せず、雪が融けることもありません。

（尾日向さん）
冬は薪ストーブを使ったり、太陽光で充電した電動自転車で移動したり、天気を意識しながら電気を使うようになったり、無駄な電気を使わないようにするなど環境への意識が高まったと感じます。

2022年の冬は、前年よりもさらに多くの雪に恵まれました。

1月中旬くらいまではパネルが埋まらないようにしていましたが、2月にはバルコニーに雪が流れ込んでしまい、窓につかないよう外に出すが精一杯でした。

寒波が過ぎ去った後に東面のパネルの様子を見ると、特に問題なく、晴れれば発電をする状況でした。

南面は屋根から落ちた雪がつもり続け、2階のパネルに迫るくらいの積雪となっています。

1階のリビングからは外の景色が見えず雪の壁になっています。下の2枚のパネルは1ヵ月半くらい雪に埋まっていました。

春になれば融けるものなので、あまり神経質にならずに春の訪れを待ちました。

（高嶋さん）
一般的には南向きのパネルは、夏の時期であれば、朝6-7時頃から発電を開始し、南中時に最も発電し、夕方17-18時頃発電を終えます。冬は10時から15時が発電時間と考えられます。

尾日向さんの家は、東南面と南西面にパネルが設置され、朝4時前に発電を開始し、夕方は19時頃まで発電されています。
ピークの発電量は少し劣りますが、生活時間に合わせて発電できる特徴があります。

雪国での軒下壁面設置について、今回実証できたので、今後築50年の木造建築や鉄筋コンクリートに施工する予定です。
屋根は劣化がありますが、壁面は住宅の強度がある程度保たれていれば設置できるという強みがあります。
また、農地や遊休地を活用した雪国ソーラーシェアリングの研究開発を進めています。

雪国での太陽光発電について、オンサイト（生活エリア）での実証はある程度できましたが、冬場の電力自給は難しく、中小水力や木質バイオマス、オフサイト太陽光発電（冬でも日照条件の良い南信州等での発電）等についても検討し、地域電力事業としてのあり方を模索しています。

（尾日向さん）
太陽光生活研究所のWebサイトに、移住後の暮らしなど様々な記事を掲載していますので、ぜひご覧ください。

質疑応答・感想

• ソーラーパネルはどれくらいのものを何枚設置して、費用はどれくらいでしたか？
  ↓
  300Wを16枚設置して、蓄電池を入れると250万円前後になると思います。蓄電池なしのシステムであれば、200万円を切るくらいで付けることができます。

• 蓄電池は災害などで停電した時のために設置するのですか？夜間に使うために設置するのですか？夜間のエコキュートの電力を蓄電池で賄えますか？
  ↓
  停電時も夜間もどちらも利用可能です。停電を想定して蓄電池で生活してもらった記事もサイトに記載しています。蓄電池の容量によりますが、夏場はエコキュートの夜間電力を蓄電池で賄うことができますが、冬は厳しい状況です。

• エコキュートの稼働を昼間にして太陽光の余剰分を利用することは可能ですか？
  ↓
  設定を変えることで可能ですが、深夜料金が割安であるため、どちらが得になるのか検討が必要です。

• 汎用品を利用してパネルを70度に設置したということですが、理想的な角度に近づけることも検討されたのでしょうか。
  ↓
  軒下に収めることや雪が落ちることを考え、70度としました。飯山市役所のパネルなどを見ても、50度では雪はなかなか落ちてくれません。
  一般的には夏至を基準に発電量の最大化を図りますが、今回は冬至の発電量の最大化を図ろうとしているため、70度で正解だったと考えています。

• パネルを70度に設置することで、地面や近隣の家に太陽光が反射するなど、景観や環境の面で影響が生じる可能性はありますか？
  ↓
  太陽高度が高いと地面に反射することはありますが、パネルは一列に並んでいるため、反射光が特定の場所を照らす時間は短い上に、周りには何もないので周囲への影響はありません。
  パネル自体は白い線が目立たないものを設置することで、景観的に配慮しています。

• 部分的な修繕もできそうでよく考えられていると思いますが、屋根に設置するのと比べると耐久性などはどうでしょうか。
  ↓
  屋根につける場合、一般的に45mm×60mmの垂木に取り付けますが、今回は60mm×120mmの柱に近いような木材に取り付けているため、屋根に設置するよりも長持ちすると考えています。

• 電力契約は従前のとおりされているのでしょうか。
  ↓
  毎月基本料や使用量分を支払っていて、売電分は後日戻ってくる形になっています。元々2人暮らしであまり電気を使わない生活をしていることもあり、グリーンシーズンは売電収入の方が多いこともあります。

• 蓄電池の容量を大きくすれば、電力の自給は実現できそうですか？
  ↓
  自給率を上げることはできますが、冬場は太陽が出ない日が3日〜4日続くこともあり、蓄電池だけで賄うのはかなり厳しい状況です。

• パネルの表面が汚れて発電効率が落ちることはありますか？
  ↓
  鳥の糞などは除去した方が良いと言われましたが、雨や雪で流れ落ちることもあり、一度も掃除はしていません。

• 太陽光パネルが壊れた場合、再生（修理・リサイクル）できるのでしょうか。
  ↓
  壊れてしまったパネルは、業者が回収・分解してリサイクルに回されることになります。それなりの電流が流れているため、漏電などがあると火災の恐れもあり、壊れた状態で使い続けることは危険です。

太陽光発電＋コンポスト DIYでやってみた

Hakuba SDGs Lab　渡邉宏太さん

1年前のゼロカーボン勉強会で、「みんなでやってみよう！コンポストで生ごみの堆肥化」というテーマで実践されている皆さんのお話を聞いて、「やってみよう！」と思ったのがきっかけです。

天板をポリカにした場合、積雪の重みで壊れないか不安だったり、経験者の皆さんが「冬は低温で分解が進まない」と話されていたり、自宅で発電したいという想いがあり、「天板をソーラーパネルにしてみよう」と考えました。

子どもの夏休みの宿題として、自宅のリフォームで余っていた木材等を使い、見様見真似で木枠コンポストを作ってみました。

左側の細いスペースに12Vのバッテリーを置き、そこから地中にケーブルを埋設して、壁に穴を開けて宅内に引き込んでいます。
宅内のインバーターで12Vを100Vに変換して通常のコンセントと同じように使える形にしています。

12月はまだこれくらいの積雪でしたが、2月にはコンポストが埋まるくらいの積雪になりました。コンポストへのアクセスは確保し、生ごみを入れたりパネルの雪を落としたりしていました。

１番の課題は、天板のソーラーパネルが重すぎることです。
開けっ放しにできるような金具をつけたかったのですが、この重量に耐え得る金具が高価であるため、かき混ぜる時は木を立てています。

コンポスト制作に要した経費はざっくり5,000円ほどです。

それに対して、ソーラー発電関連に要した費用が約45,000円でした。

念願のコンポストと発電を同時に実現できて、可燃ゴミの排出をを減らせたり、停電の際も多少は電源が確保できるようになりました。
冬のコンポストの分解促進の熱源確保と、発電した電気を一部しか利用できていないことが課題で、ひとまずやってみたという段階なので、これから解決策を考えていきたいです。

ソーラーパネル導入支援のための情報紹介

長野県ゼロカーボン推進室　阿久津裕司さん

長野県では、前述のとおり「全ての屋根に太陽光を」を合言葉にしていますが、現在は一般住宅で1割程度の搭載率となっていて、今後取り組みを加速化させていく必要があります。
信州屋根ソーラーポテンシャルマップでは、Google Mapに各建物のポテンシャルを示しています。黄色は適している建物で、赤はさらなる発電量が期待できる「最適」な建物です。
建物をクリックすると、設置可能な設備容量や期待される発電量、削減される二酸化炭素排出量、灯油やガスの節約額などが表示されます。また、太陽熱等の期待値も確認することができるほか、地域の補助金や事業者についても情報提供しています。

既存住宅に太陽光パネルや蓄電池を設置する既存住宅エネルギー自立化補助金や、みんなで購入することで価格を抑える太陽光パネル共同購入（グループパワーチョイス）、家庭でのエネルギー消費を抑えて経済的かつ快適で健康な暮らしを実現するための信州健康ゼロエネ住宅助成金といった支援も行っています。

ゼロカーボンを推進していくためには、行政・住民・民間事業者が立場を超えてみんなで取り組む必要があります。
今日参加していない皆さんにも活動の輪を広げていただきたいです。

お知らせ・閉会

次回のゼロカーボン勉強会

次回のゼロカーボン勉強会は、7月22日(金)19時からEV（電気自動車）をテーマに開催します。
日産から軽の電気自動車サクラが発売されましたが、航続距離が180kmで助成金・補助金を活用すると180万円くらいで購入できると言われています。
興味のある方も多いと思うので、ぜひご参加ください。
7月23日(土)-24日(日)にはジャパンEVラリー白馬2022も開催され、試乗などもできます。

村の小さな上映会

村の小さな上映会では、テレビや大きな映画館では上映しないドキュメンタリー映画などを中心に、白馬村内で上映会を開催しています。
次回は6月25日(土)にグレタ・トゥーンベリさんの密着ドキュメンタリー映画「グレタ ひとりぼっちの挑戦」を上映します。
現在、持続可能性がビジネスにも影響を及ぼすようになっていますが、環境活動家の存在が大きいと思います。グレタさんは強い主張で訴えている様子が印象的ですが、10代の女性らしく様々な葛藤が描かれています。
6月25日は3回上映しますが、9時からの上映会後、POW JAPANとの座談会も開催します。ぜひご参加ください。

パタゴニア白馬

7月に参院選、そして白馬村では村長選もあります。
パタゴニア白馬では、選挙について気軽に話す場として「選挙カフェ」を開催します。
パタゴニアでは前回の参院選の際には全直営店を休業してスタッフが選挙に行ったり家族や友人と話す機会を設けたりしてしてきましたが、将来にわたり健全な環境でビジネスをしていくためには、日々の取り組みも大切ですが、未来を見据えてしっかりとしたリーダーを選んでいくことも重要だという想いから全社的な取り組みを行っています。
選挙カフェは、7月1日(金)にオンラインで、7月3日(日)にパタゴニア白馬ストアで開催します。
気軽に選挙や未来のことを話しましょう！
*特定の政党や政治団体・候補者を支援するものではありません。

ご参加いただいた皆さん、ありがとうございました！