建材一体型太陽光発電（BIPV）とは？
メリット・デメリットや次世代太陽電池についても解説

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建材一体型太陽光発電（Building Integrated Photovoltaics）とは、建物の構造部分や外装材として直接統合した太陽光発電システムです。

建材一体型太陽光発電（BIPV）は屋根材一体型が多いですが、近年は、ガラスと太陽電池が一体になった製品も登場しています。

日本で普及している太陽光発電システムの多くは、大型パネルを土地や建物の屋根に設置するタイプですが、設置スペースの制約や建物の耐久性などの問題で、発電設備を設置できないケースがあります。

その点、建材一体型太陽光発電は建材としての機能を備えているため、建材に求められる性能と太陽光発電システムに求められる性能を同時に満たすことが可能です。

そのため、建材一体型太陽光発電であれば、設置スペースの制約や建物の耐久性などの問題で設置が難しい場合でも、太陽光発電システムを導入できる可能性があります。

日本では、平地面積あたりの太陽光発電の導入量が主要国で最大級となっています。その一方、導入拡大によって土砂崩れで生じる崩落、景観を乱すパネルの設置など、地域共生上の課題もあります。

また、2050年カーボンニュートラルの実現に向けては、再生可能エネルギーのなかで主力電源である太陽光発電の普及が重要ですが、平地面積が少ない日本では、太陽光発電の適地が不足していることも大きな課題です。

こうした背景のなか、従来の太陽光発電システムでは設置できない場所にも導入を進める必要があります。

建材一体型太陽光発電は、建材と太陽光発電システムの機能を備えており、従来の太陽光発電システムの導入が難しい場所でも導入できる可能性があるため、今後の普及が期待されています。

建材一体型太陽光発電を導入するメリットは、以下のとおりです。

• 一体感があり、意匠を損なわない
  
• 従来の太陽電池が抱える問題を解決できる
  
• エネルギー効率が向上する
  
• 環境対策への見える化になる

それぞれ解説します。

建材と太陽光発電システムの機能が備わった建材一体型太陽光発電は、デザイン性に優れており、建物の景観を損なわない一体感があります。

太陽光発電の普及に向けた課題のひとつには、パネルの設置によって景観を乱すことが挙げられますが、建材一体型太陽光発電であれば美しい外観を維持した状態で環境に配慮できます。

建材一体型太陽光発電は、従来の太陽光発電のように太陽光パネルを後付けで設置するわけではなく、建物の屋根、ガラス、壁として導入します。

太陽光発電の導入時に問題となる設置スペースの有無や建物の耐久性を考慮する必要がないため、今まで太陽光発電の導入が難しかった場所でも導入が可能です。

建材一体型太陽光発電では、屋根、ガラス、壁などの建材が直接発電するため、エネルギー効率が向上します。特に東西面への設置は、発電量を増加させるだけでなく、電力需要の多い朝と夕方に供給量を増やす効果が期待できます。

また、建材一体型太陽光発電には建材としての機能も備わっているため、断熱や遮熱性にも優れており、効率的なエネルギーの運用によって電気代の節約にもつながるでしょう。

日本では、2050年カーボンニュートラルの実現に向けて、企業にも環境に配慮した取り組みが求められています。建材一体型太陽光発電の導入は、環境対策への見える化になるため環境への配慮をアピールでき、企業価値の向上につながるでしょう。

建材一体型太陽光発電には、従来の太陽光発電にはない様々なメリットがありますが、いくつかのデメリットもあります。以下では、建材一体型太陽光発電のデメリットを紹介します。
 

建材一体型太陽光発電は、施工時点または改修工事時点での導入が一般的です。既存の建物に後付けする事例が少ないため、場合によっては既存の建物への後付けが難しい可能性があります。

そのため、建材一体型太陽光発電の導入を検討する場合は、建物の企画や施工の計画段階で導入を判断する必要があるでしょう。

太陽光発電は導入して終わりではなく長期間安定した運用が必要なので、設備の定期的なメンテナンスが必須です。

特に建材一体型太陽光発電は、従来のパネルを設置するタイプより複雑な設計であり、メンテナンスに手間がかかる傾向があります。

また、太陽光発電システムに問題が生じた場合は補修が必要ですが、建材一体型太陽光発電では補修作業も難しいです。そのため、メンテナンスや修理に関連する手間と費用が大きくなる可能性があります。

建材一体型太陽光発電は、環境省が管轄する補助金「民間企業等による再エネ主力化・レジリエンス強化促進事業のうち、窓、壁等と一体となった太陽光発電の導入加速化支援事業」の対象です。

これは2024年から始まった補助金制度であり、建材一体型太陽光発電の種類によって以下の補助額の交付を受けられます※1。

• 窓と一体となった太陽光発電設備：補助率5分の3（上限5,000万円※2）
  
• 壁等と一体となった太陽光発電設備：補助率2分の1（上限3,000万円※2）

2024年度の公募は終了していますが、2025年度にも公募が行われる可能性があるため、建材一体型太陽光発電の導入を検討する方は、定期的に情報を確認しましょう。

※1 出典：一般社団法人 環境技術普及促進協会「二酸化炭素排出抑制対策事業費等補助金」
※2 2か年の場合は、2か年の合計額の上限額

日本では、各企業が建材一体型太陽光発電の導入を進めるため、太陽光発電システムの開発や実証実験を行っています。

建材一体型太陽光発電（BIPV）の取り組み事例は、以下のとおりです。

※建築・設備の省エネ性能向上や自然エネルギーの活用などにより、年間一次エネルギー消費量がゼロ以下となる建築物のことです。
 

現在普及している太陽光パネルのほとんどはシリコン系太陽電池ですが、次世代太陽電池のペロブスカイト太陽電池を活用した製品の開発が進んでいます。

ペロブスカイトとは灰チタン石のことですが、灰チタン石の結晶構造を持つものを総称してペロブスカイトと呼びます。ペロブスカイト太陽電池の特徴は、以下のとおりです。

• 材料を塗布や印刷で作れるため、大量生産かつ低コスト化が期待できる
  
• 軽量でゆがみにも強い
  
• 主要材料を国内で調達できる

ペロブスカイト太陽電池には、寿命が短いことや耐久性が低いこと、大面積化が難しいことなどの課題もありますが、近年、ペロブスカイト太陽電池を活用した製品開発が進み、建材一体型太陽光発電への活用が期待されています。

日本では2030年までに量産技術を確立して実装化を目指しており、2023年8月にはパナソニック ホールディングス株式会社が、世界初のガラス一体型ペロブスカイト太陽電池の長期実証実験を開始しています※。

▶関連記事：ペロブスカイト太陽電池とは？仕組みやメリットを解説

※出典：パナソニック ホールディングス株式会社「 世界初、ガラス建材一体型ペロブスカイト太陽電池 Fujisawa サスティナブル・スマートタウン内で長期実証実験を開始」

日本では、ペロブスカイト太陽電池の実装化に伴う取り組みとして、2021年度から「グリーンイノベーション基金事業（次世代型太陽電池実証事業）」が実施されています。

既存技術では太陽光発電の設置が難しい場所にも導入を進めるために、従来の太陽電池より軽量性や柔軟性、性能面に優れたペロブスカイト太陽電池の実用化に向け、技術開発を行っている状況です。

プロジェクトは、「基盤技術開発事業」「実用化事業」「実証事業」の3つに分かれており、それぞれの内容は以下のとおりです。

※1出典：国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「次世代型太陽電池の開発」
※2出典：国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構「グリーンイノベーション基金事業／次世代型太陽電池の開発」

なお、2023年11月に開催されたNEDO技術・社会実装推進委員会では、プロジェクト全体が概ね計画どおりに進捗していることが確認されています。

日本では、2050年カーボンニュートラルの実現に向けた取り組みが促進されており、太陽光発電は主力電源として普及が期待されています。

建材一体型太陽光発電や太陽光発電の最新情報を得るなら、ぜひ「PV EXPO 太陽光発電展」「BIPV WORLD －建材一体型太陽光発電ワールド－」へご来場ください。

本展は、太陽光発電関連の様々な製品・サービスが集まる展示会であり、過去には建材一体型太陽光発電関連の展示が行われた実績もあります。

その他、以下のような製品・技術を取扱っているメーカー・商社が出展します。

• [次世代]太陽電池
  
• 太陽光発電システム
  
• パワコン・システム機器
  
• 架台・施工技術
  
• 保守・メンテナンス
  
• パネル回収・リサイクル技術など

本展示会ではface to faceで商談が行えるため、直接メーカーや商社に太陽光発電導入の課題解決への提案や具体的な仕様・設計説明などの相談に乗ってもらうことも可能です。

また、本展示会では出展も受け付けています。出展社にとっては顧客獲得の良い機会となるため、太陽光発電に関する製品・技術をお持ちの企業様は、ぜひ本展示会への出展をご検討ください。

■PV EXPO 太陽光発電展 詳細はこちら
■BIPV WORLD －建材一体型太陽光発電ワールド－ 詳細はこちら

建材一体型太陽光発電は、建材の機能と太陽光発電の機能を備えた発電システムです。

従来の大型パネルを設置する太陽光発電システムとは違い、設置スペースや建物の耐久性などの問題を解消できるメリットがあります。

ただし、基本的に施工段階での導入が必要であることや、メンテナンス・補修の手間とコストが大きくなることなど、デメリットもあるため、導入する際は特徴をよく理解した上で検討しましょう。

また、カーボンニュートラルの実現に向け、企業にも環境に配慮した取り組みが求められています。建材一体型太陽光発電を含め、太陽光発電の最新技術・情報を知るには、大規模な展示会への参加がおすすめです。

太陽光発電に関連する様々な技術・情報が集まる展示会のため、ぜひご来場ください。

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※「PV EXPO 太陽光発電展」「BIPV WORLD －建材一体型太陽光発電ワールド－」は、「スマートエネルギーWeek（SMART ENERGY WEEK）」の構成展です。