太陽光パネルの重さはどれくらい？屋根への影響や耐荷重・耐震性を解説

太陽光パネルを設置する際に、屋根の上に載せて大丈夫なのか不安に感じる場合もあるでしょう。住宅の耐震性や安全性に関連するため、正しい知識をもつことが大切です。本記事では、太陽光パネルの重さや屋根への影響、耐荷重、耐震性について解説します。

太陽光パネルの重さはどれくらい？

太陽光パネルを設置するあたって、どれほどの重さがあるのかを把握しましょう。また、パネル以外にシステム全体の重さや屋根にかかる荷重を確認することも重要です。

太陽光パネル1枚あたりの重さ

現在出回っている太陽光パネルは1枚あたり約15〜20kgです。太陽光パネルには表面や発電セルを保護する強化ガラスが含まれています。

近年では技術革新が進んで発電効率が高まっています。そのため、太陽光パネル全体の面積や厚さを抑えながら、自重を増やすことなく大電力を供給することが可能です。

太陽光発電システム全体の重量

屋根にかかる負荷を考える際に、パネル単体だけでなくシステム全体の重量を把握する必要があります。パネルを固定するために、ステンレスやアルミなどの金具、配線を収納するボックス、架台を設置するためです。

これらを合わせるとパネル単体の重さに約2〜4kg追加して計算してください。つまり、パネル1枚に対するシステム全体の重量は約17〜24kgとなります。

1kWあたりの重さの目安

太陽光システムの重量を把握するうえで、1kWあたりの重さの目安を知っておくとよいでしょう。近年であれば、太陽光パネル1枚あたりの最大出力は350W〜400Wが目安となっています。

400Wで計算をすると、1kWあたりに必要となるのは1kW÷400Wで太陽光パネルが2.5枚となります。つまり、1kwあたりの目安は太陽光パネルが2.5枚分の37.5kg〜50kgです。標準的な家庭で導入されているのは、4kWから5kWのシステムです。これを屋根に載せるとなると150kgから250kgの範囲が目安となります。

屋根にかかる荷重の目安

重いシステムが屋根に乗ると負担が心配になることもあるでしょう。そこで、実際に屋根にかかる荷重の目安を知っておくと安心感があります。

太陽光パネルは屋根に分散して並べることで負担を減らす仕組みです。1平方メートルあたりに換算すると約10kg〜15kgとなります。そのため、人間が屋根に登るよりも負担が少ない数値です。

太陽光パネルは屋根にどれくらい負担をかける？

太陽光パネルは分散されているため、屋根への負担を軽減できます。しかし、重量のある設備が屋根に設置されている事実には変わりありません。そのため、太陽光パネルがどれくらい屋根に負担をかけているのかを把握することが大切です。

太陽光パネル設置後の荷重の考え方

住宅に対する太陽光パネルの荷重を正しく把握するためには、積載荷重と固定荷重のバランスが重要となります。一度設置すると10年以上移動させないため、住宅において固定荷重が増えることになるためです。

近年では台風や冬場の雪対策として安全性の高いつくりとなっています。そのため、太陽光パネルを設置した場合でも、住宅の固定荷重における安全を保てる範囲内となることが一般的です。

新築住宅と既存住宅で異なる注意点

新築時に太陽光パネルを設置する場合と既存の住宅に設置する場合では安全性へのアプローチが異なります。新築であれば、太陽光パネルを設置することを前提として、柱や壁などを計算して構造を考えられます。

一方で既存住宅であれば家の設計図面を入手するところから始めるケースがほとんどでしょう。そのため、太陽光パネルの設置に耐えられるかどうかの判断に時間や手間がかかる場合があります。

施工業者による現地調査で確認されるポイント

既存の住宅に太陽光パネルを設置する場合、信頼できる施工業者は契約前に現地調査をおこなうことが一般的です。その際、屋根の面積を計測するだけでなく、天井裏に実際に入って梁や野地板に腐食がないか、金具に緩みがないかをチェックします。

図面上で問題がなくても経年劣化が進んでいれば、太陽光パネルの重さに耐えられない可能性があるためです。現地調査の内容によって、今後のトラブル防止につながります。

屋根材ごとの耐荷重と設置時の注意点

屋根材の種類によって、耐荷重と設置時の注意点が異なります。ここでは主に使われている次の屋根材ごとに説明するので参考にしてください。

• 和瓦への設置時
• スレート屋根への設置時
• ガルバリウム鋼板などの金属屋根への設置時

和瓦への設置時

伝統的に日本でよく使われている和瓦は、1平方メートルあたり45〜50kgともっとも重いことが特徴です。そこに太陽光パネルを設置すると総重量は非常に大きくなります。

そこで、瓦の隙間に直接金具を設置するアンカー工法などの対策が必要です。また、瓦をアルミ製に変更する方法もあります。

スレート屋根への設置時

現代でよく利用されているのがスレート屋根です。1平方メートルあたりで約20kgと和瓦の半分以下の重量です。

そのため、重量バランスが優れているといえるでしょう。しかし、ひび割れしやすいため防水処理を精密に実施する必要があります。

ガルバリウム鋼板などの金属屋根への設置時

ガルバリウム鋼板をはじめとした金属屋根は、1平方メートルで5kg前後です。つまり、屋根の重量はもっとも軽いことが特徴です。

また金属のつなぎ目を固定するキャッチ工法ができます。そのため、太陽光パネルや太陽光温水器のように重い器具を設置しても屋根に穴を開ける必要はありません。太陽光温水器については、次の記事を参考にしてください。

太陽光温水器は今でも使える？メリット・撤去費用・エコキュートとの違いを解説

太陽光パネルの重さによる耐震性能への影響

屋根の上に太陽光パネルを設置することで、耐震性能への心配をする方が多いでしょう。具体的に耐震性能への影響を把握しておけば、懸念点を減らして運用できます。

屋根の重量増加による建物への影響

屋根に重いものが乗ると、重心が高めに移動します。重心が高くなると、地震などで横揺れが起きた際に、左右に振られやすくなるので注意が必要です。

屋根が軽ければ建物にかかる力は小さくなります。しかし、太陽光パネルの設置によって、壁や柱などに負荷がかかることから構造上でもより負担がかかるのです。

建築基準法の新耐震基準との関係

現在の日本の建築基準法を満たしている住宅であれば、耐震面での心配をほとんどすることはないでしょう。暴風や積雪などによる影響が想定されているためです。

そのため、建築基準法の新耐震基準（現在の基準）を満たしているかどうかまず確認しましょう。これだけで太陽光パネルを設置しても許容範囲内に収まることが一般的です。

地震発生時の揺れへの影響

大地震が発生して地面が大きく揺れると、慣性の法則によって横揺れの振動が大きくなります。2階だての場合は2階部分の柱や壁、また設置されている金物にかかる負担が増加するのです。

特に、耐震補強が不十分、また現在の日本の建築基準法を満たしていない場合はダメージが大きくなる可能性があります。そのため、築年数が長い住宅は特に注意が必要です。

耐震性を確保するために重要なポイント

耐震性を確保するために、耐力壁（建物の壁の量）が太陽光パネルを合わせた重量を支えられるかを正確に割り出すことです。構造計算で重心バランスに懸念点が見つかった場合は注意しましょう。

太陽光パネルを設置する前に、補強やリフォームが必要になることが考えられます。壁の補強や耐震補強ができる金具の追加などが挙げられます。

太陽光パネルを設置できないケースとは？

太陽光は省エネ設備で多くの人が導入をしていますが、すべての住宅に設置できるとは限りません。次の住宅は太陽光パネルを設置できない可能性があるので注意しましょう。

• 旧耐震基準の住宅
• 屋根の劣化が進行している住宅
• 耐荷重を超える可能性がある住宅
• 施工会社から設置不可と判断されるケース

旧耐震基準の住宅

1981年5月31日以前に建築確認を受けた住宅は旧耐震基準となります。太陽光パネルのような重量のある機器を設置するための耐久性があるとはいえません。

そのため、設置は極めて困難であるか不可能と判断される可能性もあります。また、築年数の長い建物に耐震補強工事をしないで、太陽光パネルを設置するのは大変危険な行為です。

屋根の劣化が進行している住宅

築年数が進んでいなくても、結露や雨漏りなど屋根の劣化が進行していればそのままの状態で設置はできません。前もって、屋根の修復工事が必要です。

例えば、太陽光パネルや架台を固定するビスを打ち込む垂木や野地板が腐食していれば、不安定な状態です。この状態であれば、台風や強風などでシステムごと飛んでしまう可能性があります。

耐荷重を超える可能性がある住宅

住宅に設定されている屋根の許容耐荷重を超えてしまうと設置できません。例えば、降雪地帯に建っている住宅は周りの環境に大きく影響します。

また、1階部分を駐車場として利用している場合は壁や柱の数が限られるため耐荷重が少なくなります。耐荷重を超えると安全に支障があるため太陽光の設置を諦めざるをえません。

施工会社から設置不可と判断されるケース

施工業者が現地調査を実施した時点で、設置不可と判断するケースもあります。例えば、屋根の腐食が進みすぎている、シロアリの食害が柱まで達しているなどの状況が挙げられます。

また、現地調査をほとんどしないで設置を進めてくるような業者にも注意が必要です。大きなリスクとなる可能性が高くなります。

建物の構造や築年数による影響

建物の構造や築年数によって、与える影響が大きく異なります。そのため、設置する住宅がどのような状態であるか必ず把握するようにしましょう。

旧耐震基準で建てられた建物

1981年以前の旧耐震基準で建てられた建物は、構造的な強度が現代と比べて低く設定されています。そのため、太陽光パネルといった追加荷重に耐えられない可能性が高くなります。

旧耐震基準の建物は、金物強度指定が緩いだけではなく、柱同士をつなぐ筋交いの量が少な目の設定でした。さらに、経年劣化による影響も懸念点の一つです。

プレハブ住宅や軽量鉄骨住宅の場合

大手のハウスメーカーが展開しているプレハブ住宅や軽量鉄骨住宅の場合は、重量計算をする際に注意が必要です。近年に建てられた鉄骨住宅は、精密な部材を使って合理的な構造であることが多く見られます。

そのため、ハウスメーカーが想定していない太陽光パネルを設置すると、住宅のバランスが崩れる可能性があります。太陽光パネルを導入する場合は、事前に建築したハウスメーカーに確認をしましょう。

築年数が古い住宅で注意したいポイント

新耐震基準を満たしている住宅でも、築年数が古い住宅であれば防水シートの状態を確認する必要があります。防水シートは経年劣化で破れやすくなります。

この状態で架台を載せてビスを打つと、雨水が住宅に侵入する可能性が高まるのです。対策として、太陽光パネルを設置する前にカバー工法や屋根の葺き替えなどで対策をします。

太陽光パネルの重さが関係するトラブルと対処法

太陽光パネルの重さが屋根や住宅に対して起こりえるトラブルは主に次の3つです。

• 強風による風圧の影響
• 屋根材のひび割れや破損
• 雨漏りリスクとの関係

強風による風圧の影響

太陽光パネルは重さ以外に、強風による風圧の影響にも注意が必要です。面積の広いパネルは風の影響を受けやすく、屋根の接合部や架台に負荷をかけることになります。

そのため、強風に対する耐久性を十分にしないと、パネルが飛び散り屋根材に傷をつける可能性があります。そこで、耐風圧シミュレーションを実施したうえで、補強金具をはじめ施工段階での工夫が必要です。

屋根材のひび割れや破損

太陽光パネルと架台を合わせた重量は、金具の接合点において局所的に荷重がかかります。そのため、ビスの締め方が強すぎたり、瓦の位置調整がズレたりしていると、重みがその部分に集中してしまいます。

その結果、屋根材のひび割れや破損といったトラブルにつながるのです。1枚ずつの屋根材に適切なトルク管理を実施するほか、防振ゴムシートなどのアイテムを使うことも有効的な対策方法です。

雨漏りリスクとの関係

屋根材のひび割れを見逃す、また適切なビス打ちができていないと雨漏りにつながる可能性があります。太陽光設置後の雨漏りは、機器が原因ではありません。施工時の不適切な対応が雨漏りを引き起こします。

太陽光と雨漏りの関係性について、詳しくこちらの記事で説明しているのでご確認ください。

参考：太陽光パネルで雨漏りが発生する原因とは？主なリスクと対策を解説

トラブルを防ぐための適切な施工方法

ここまで説明したようなトラブルを防止するために、優良施工業者はラックレール工法とよばれる住宅に過度の負担をかけない施工方法を実施します。具体的には、特定の部分に重さの負担を集中させないような方法をとります。

金属を均等な設置間隔で設置するほか、強度の高いアルミ製の横レールを通してパネルを面で支えるなどです。その結果、長期間が経過してもトラブルにつながりにくくなります。

重さが気になる場合の対策

どうしても太陽光パネルや架台の重さが気になる場合、次の対策が挙げられます。

• 軽量な太陽光パネルを選ぶ
• ソーラー瓦を検討する
• 軽量化が進むペロブスカイト太陽電池

軽量な太陽光パネルを選ぶ

太陽光パネルの重量は1枚で約15kgですが、大部分を占めているのが厚い強化ガラスの重さです。そこで、フッ素樹脂など軽量ガラスを使ったパネルを使うと、大幅に重さを軽減できます。

従来のパネルと比べて約30〜50%まで軽量化できる場合もあります。近年ではパネルの軽量化が進んでおり、機能が落ちることもありません。

ソーラー瓦を検討する

屋根をリフォームするタイミングで、ソーラー瓦を検討する方法もあります。ソーラー瓦は、屋根材に太陽光セルを内蔵したタイプです。

つまり、パネル自体に発電能力があるので、重い架台を設置する必要がありません。そのため、屋根への負担軽減が期待できます。

軽量化が進むペロブスカイト太陽電池

ペロブスカイト太陽電池の研究や実用化が進んでいます。特殊な液体を薄く印刷する仕組みであり、従来のシリコンパネルと比べるとおよそ10分の1の重さです。

そのため、これまで対応できなかった木造住宅の屋根や外壁、窓ガラスなどに設置して発電できるようになります。今後も研究が進んで、導入が進む可能性も十分にあるのです。

太陽光パネルの重さに関連するよくある質問

太陽光パネルの重さに関して、よくある質問をまとめました。気になる方は参考にしてください。

太陽光パネルの重さで屋根が落ちることはある？

新耐震基準を満たしている住宅であれば、太陽光パネルの重さで屋根が落ちることはありません。荷重は屋根面に均等に分散されていることから、構造計算の想定内に収まるためです。

しかし、メンテナンスを怠りシロアリや雨漏りなどの被害を放置していると危険な状態になります。梁や柱が腐食してしまうと屋根が落ちる可能性がゼロとは言い切れません。

太陽光パネルの重さで耐震性は低下する？

新耐震基準を満たしていれば、耐震性が低下しても許容範囲内となります。屋根の上に数百キロのものがのると重心が高くなることで、横揺れの影響がわずかながら大きくなります。しかし、適切に建てられた住宅であれば心配しすぎることはありません。

V2Hや蓄電池を導入しても問題ない？

V2Hや蓄電池を導入しても問題ありません。それぞれに重さがあるため心配になる方もいるでしょう。しかし、これらは屋根の上に設置することはありません。そのため、重さで住宅に影響を与えることはないのです。V2Hについて詳しくはこちらの記事をご確認ください。

V2Hとは？仕組みや自宅で導入する目的・蓄電池との違いを解説

建物診断はどこに依頼すればいい？

建物診断は、建築士をはじめ有資格者に依頼するのが一般的です。築年数が古いなど心配な点がある場合は、その家を建築した工務店やハウスメーカーなどに相談するとよいでしょう。また、行政の専門窓口を利用する方法もあります。

まとめ｜太陽光パネルと建物の耐震性・耐荷重のバランスを確認しよう

日本の耐震基準を満たした建物であれば、太陽光パネルの設置によって影響がでることはありません。築年数や構造工法、屋根材の種類などを現地調査してもらった上で、適切な工法で施工してもらうことが大切です。