住宅太陽光がさらに大容量化、「蓄電池併設」も増加 データで見る2019年の米国分散型太陽光市場

 Published Nikkei Technology Mega Solar Business

　今月、米エネルギー省（DOE）の研究所であるローレンス・バークレー国立研究所（LBNL）が、2019年度（1～12月）における分散型太陽光発電の米国市場に関する統計データ分析を発表した。

　ここでいう「分散型太陽光発電」とは、屋根置き、または地上設置で連系出力5MW以下の、住宅用と非住宅用の太陽光発電を対象としている。非住宅用システムは、大型と小型に分けられており、「小型」は100kW以下、「大型」は100kW以上5MW未満となっていてメガソーラー（大規模太陽光発電所）も含まれている。

　ちなみに、同研究所が収集したデータは、2019年までに設置された190万件を超えるシステムが含まれており、同期間中に全米で実際に設置・導入されたすべての分散型太陽光システムの82％をカバーしている。

住宅用太陽光の規模はかつての3倍

　2019年の住宅用システムの規模を見ると、中間値（データを小さい順に並べた時の中央の値）は6.5kWで、前年比1.25%増であった。10年前の2009年は4.7kW、データ収集が始まった1999年の中央値は2.3kWだったので、21年間で住宅システムの平均的なサイズは、実に約3倍に大容量化していることになる（図1）。

図1●米国セグメント別分散型太陽光発電のシステムサイズの推移（注：折線＝中間値、左＝住宅用、右＝非住宅用）

（出所：Lawrence Berkeley National Laboratory）

　非住宅用システムの中間値は、データ収集が始まった2001年は5.7kWに留まっていたが、2009年には16kWまで大きくなってきた。ただ、非住宅用システムの大規模化は、ここにきて頭打ち傾向にあり、2019年の中間値である40kWは前年比13％減で、初の減少を示した。... Read More Here

米の発電市場を支える「1～5MW」のメガソーラー 「コミュニティソーラー」による地産地消が背景に

Published at Nikkei Technology ---

発電事業用が30GW以上に

　米国では2010年ごろから、発電事業用の太陽光発電設備が急速に増え始め、2018年末で累積30GW以上の発電事業用メガソーラー（大規模太陽光発電所）が稼働している（図1）。

図1●米国における発電事業用の太陽光発電設備・年間導入量推移

（出所：DOE EIA）

[画像のクリックで拡大表示]

　日本や欧州と比べ、広大な土地と日照に恵まれているカリフォルニア州を含む米国西部では、これまでに世界最大級のメガソーラーが建設されてきた。

　米国で発電事業用の太陽光市場を引っ張ってきたのは、こうした何百MWサイズもの巨大なメガソーラーというイメージがある。だが今回、この市場を支えているのは、むしろ5MW以下のメガソーラーであることがわかった。

　日本では数MWでも「大規模」というイメージがあるが、米国では比較的、小規模なプロジェクトという位置づけになる。

加州では「500MW超」3基

　米国で太陽光発電の導入量でトップのカリフォルニア州には、連系出力500MWを超える巨大なメガソーラーがすでに3基稼働している。

　現在、米国で最大規模となるのは、2015年に稼働開始した「ソーラースター」と呼ばれる連系出力579MW（太陽光パネル出力747.3 MW）のメガソーラーである。高効率で有名な米サンパワー製の単結晶シリコン型パネルが約170万枚、使用され、年間発電量は一般世帯約25万5000世帯の消費電力に相当する。

　サンパワーは、パネルの提供だけではなく、EPC（設計・調達・施工）サービス、 さらにO＆M（運営・保守）も手がけている（図2）。

図2●米国で最大級のメガソーラー（連系出力579MW）

（出所：SunPower）

[画像のクリックで拡大表示]

　次に、 「デサートサンライトソーラー」と「トパーズソーラー」が続く。これらは共に連系出力550MWとなる。

　ちなみに、この2基は、サンパワーのライバル企業である米ファーストソーラーが開発・建設した。ファーストソーラーは、カドミウムテルル（CdTe） 型化合物系太陽電池を生産し、薄膜タイプのパネル製造・販売で世界最大手のメーカーであり、EPCサービス事業者としても世界トップに立っている。

発電事業を支える「1～5MW」

　米エネルギー省・エネルギー情報局（Energy Information Administration：EIA）が昨年12月までに集計したデータによると、累計2600以上の発電事業用の太陽光発電設備が米国で稼働している。連系出力で30GWを超える規模になる。ちなみに、EIAの「発電事業用設備」の定義は、総発電出力が1MW以上（連系ベース）のものとしている。

　米国では、このような数百MWの「半GW」級メガソーラーが次々と稼働し、話題になるため、発電事業では数百MW規模のメガソーラーが主流のようにも思える。...Read More Here

米テスラ社の「ソーラールーフ」、予約販売の開始日に完売 価格は公表、変換効率は未だに「ミステリー」

Published at Nikkei Technology Online --- 　昨年10月末、米テスラ社のCEO（最高経営責任者）のイーロン・マスク氏が「ソーラールーフ・タイル」と名付けた新型の「建材一体型太陽電池」を発表し、業界を騒がせた。その後、半年以上経った今年5月10日、同社は 「ソーラールーフ・タイル」の販売予約を開始した。

まずカリフォルニア州で施工開始

　昨年のマスク氏の発表では、 日本瓦に似たS型でオレンジ色のツーソン・タイル、斧で割った石片のようなスレート・タイル、斧で割った木片のような質感のテクスチャーガラス・タイル、そして、平らなスームズガラス・タイルの４種類が紹介された。

　そのうち、今回販売開始となったのはスームズガラス・タイルとテクスチャーガラス・タイルの２種類。スレートとツーソン・タイルは来年に販売を開始する予定となっている。

　同社は数カ月前からこの新製品のため、屋根職人の雇用を拡大し、6月からまず太陽光発電システムの市場が最も大きいカリフォルニア州でソーラールーフの施工を始めると発表した（図1）。

図1●テスラ社のソーラールーフ・タイルが設置された住宅（出所：Tesla）

価格とソーラーと非ソーラーの比率を表示

　この販売予約の開始と同時に、同社はついにソーラールーフの価格を公開した。

　同社のウエブサイトに、購入希望者が住所をインプットするとシステム価格とソーラー・タイルと非ソーラー・タイル（太陽電池の含まれていないタイル）の設置比率が計算される。

　ちなみに、年間の推定発電量はグーグル社のサンルーフプロジェクトのデータに基づいた日射量を使用しているようだ。サンルーフプロジェクトは、グーグルマップを基に、地理的、気候的、さらに屋根面積と屋根への陰などを考慮して、年間発電量が推定される。

　カリフォルニア州に住む筆者自身の住所をインプットすると、ソーラールーフのシステムコスト（Cost of roof）が9万8400米ドルと表示された... Read More Here。

California is the biggest PV market, but not the cheapest... What influences price differences among states?

EnergySage published a new report “Solar Marketplace Intel Report,” which compared the residential PV market data in the second half of 2016 with the first half of the same year. Based on quotes EnergySage collected from market place users across 34 states and Washington DC, it revealed that the average national gross cost in H2’16 declined by 6.25% from H1’16 to $3.36.

Of the findings presented, one of particular interest is the difference in system costs among the 10 states (Arizona, California, Florida, Illinois, Maryland, Massachusetts, New York, Ohio, Texas and Virginia) EnergySage selected for this report.  Looking at data in H2’16, Arizona has the lowest gross cost of $2.97/W, followed by $3.01/W in Ohio and $3.02/W in Virginia.  According to the Solar Energy Industry Association, in 2016 Arizona installed 656 MW of PV, of which one thirds was for residential installations. In fact, Arizona is the second largest residential PV market. Does the low cost reflect the size of the market?

Chart: Residential PV System Cost: 1H’16 vs. 2H’16

Looking closer at the data, you will notice that California has the third highest PV system cost at $3.38, after New York with $3.59/W and Massachusetts with $3.57/W.

How does California, the biggest PV market in the U.S., have one of the highest gross costs? Isn’t this the assumption: “the more PV is installed; the cheaper installation costs become”?

A large market size does not necessarily bring down the cost

The chart below shows (1) residential PV installed system cost ($/W) in H2’16 and (2) net-metered residential PV capacity at the end of 2016 (data source: EIA).

Chart: H2’16 Residential PV System Cost and Net-Metered Residential PV Capacity (as of December 2016)

California’s residential market is about 5 times as big as that of Arizona and the cost in California is 15% higher than Arizona.  Similarly, California’s residential market is about 153 times as big as Virginia, but the cost in California is 12% higher than Virginia. One would expect the market size to influence the installation costs more consistently.

Let’s check the relationship (the correlation) between (1) installed cost and (2) market size. The correlation coefficient between gross cost per watt and net-metered PV capacity is 0.32. This correlation value indicates a relatively weak positive relationship between those two variables. That means, for example, in California, the largest PV market, PV installation costs are not necessarily the cheapest.

Economies of Scale, does the size matter?

Normally, as the system size gets bigger, the cost per watt goes down.  That’s why utility-scaled solar plants or non-residential PV systems are much cheaper than residential in terms of dollar per watt.

According to EenrgySage’s data, the average system size in H2’16 in Florida is 12 kW, over 70% bigger than that of California (7 kW) while the gross cost in Florida is just 10% lower than that of California.  The correlation coefficient between gross cost per watt and average system size is -0.53, indicating a not-so-strong negative relationship between these two variables. It means that a larger system doesn’t necessarily lower the dollars per watt.

Chart: H2’16 Residential PV System Cost and H2’16 Average System Size

Electricity is the biggest influencer

Because utility electricity rates have a major impact on PV economics (payback time and investment return), let’s check whether electricity rates influence the system cost. The chart below shows (1) the residential PV installed system cost ($/W) in H2’16 and (2) the 2016 average residential electricity price ($/kWh) (data source: EIA).

The correlation coefficient between gross cost per watt and electricity price is 0.88, indicating a strong positive relationship between these two variables. The higher the electricity price, the higher the system cost and the lower the electricity price, the lower the system cost.

Chart: H2’16 Residential PV System Cost and 2016 Average Residential Electricity Price

Both Massachusetts ($0.19/kWh) and New York ($0.18/kWh) have the highest electricity price as well as the highest system cost. The average residential electricity price in California was $0.17/kWh. Compared to Virginia, the electricity price was 52% higher and the gross system cost was 12% higher.

Considering that component costs (solar modules, inverters and mountings) are relatively similar across the states, let’s check with an important part of the soft costs – installation labor.

By using labor data collected by U.S. Bureau of Labor Statistics, the chart below shows (1) residential PV installed system cost ($/W) in H2’16 and (2) Electricians’ (47-2111) hourly mean wage in May 2016 (data source: U.S. Bureau of Labor Statistics). The correlation coefficient between gross cost per watt and electricians’ mean hourly wage is 0.83; similar to the one with electricity price, indicating a strong positive relationship between these two variables. For example, New York has the highest electricians’ hourly mean wage as well as the highest gross cost.  Virginia has the third lowest electricians’ hourly mean wage as well as the third lowest gross cost. 

Chart: H2’16 Residential PV System Cost and Electricians’ Hourly Mean Wage (as of May 2016)

Looking at statewide incentive programs (excluding programs run by municipals), out of the 10 states, only Maryland and New York offer rebate programs (Maryland Residential Clean Energy Grant Program, The NY-Sun Incentive Program, respectively). Four states (Ilinois, Maryland, Massachusetts and Ohio) have active SREC markets toward the state RPS carve-out.  Arizona, Massachusetts and New York offer personal tax credits.

Statewide Incentive Comparison

	Personal Tax Credit	SREC Trading (2016 Average)	Rebate
Arizona	25% (up to $1000)
Illinois		~$168/MWh
Maryland		~$167.5/MWh	$1000/per system
Massachusetts	15% (up to $1000)	~$285/MWh
New York	25% (up to $5000)		$0.40/W (step 7)
Ohio		~$15/MWh

To sum up what influences price differences among states, Nick Liberati, Communication Manager at EnergySage stated as follow:

“As far as why certain states are higher, it's most likely a result of electricity prices and the availability of incentives. MA and NY have strong incentive programs and high electricity rates, while other states (e.g., Florida, Virginia) have lower electricity rates. This means installers in these states have to price their products lower in order to be competitive, even if it means that they take a lower margin.”