産業用太陽光発電の仕組み

太陽光発電の発電の仕組み

太陽光発電はご存知のとおり太陽光を利用して発電を行う今最も注目されている自然エネルギーです。太陽光発電はいったいどのようにして発電を行っているのか?

意外と知らない太陽光発電の仕組み

太陽光発電の仕組みはほかの発電装置と比べてみて非常に面白い点があります。
それはどこにも発電機らしい構造が見当たらない点です。火力にせよ水力にせよ原子力にせよ発電の仕組みは、エネルギーを起こして発電機を動かしで発電を行っています。
ですが太陽光発電にはどこをみても発電機らしいものは存在しないのです。太陽光はいったいどのようにして発電を行っているのでしょうか?
太陽光発電が太陽光を電力に変換できる秘密はあの青いパネルにありました。(青だけでなく黒いパネルもあります)

太陽光パネルやモジュールといわれる青いパネルの表面には、10分の1mm程度の非常に薄いシリコン(ケイ素)の板が並んでします。
金属などのさまざまな物質は光を受けることで電子が飛び出し、飛び出した電子をうまく活用することで電流が発生します。(この現象を光電効果といいます)
さまざまな物質に光が起こることで光電効果は起っています。
太陽光パネルに敷き詰められているシリコン(ケイ素)がもっとも使われているのは電流の取り出すための問題と効率を考えたとき、ほかの物質と比べ優れているからです。

発電効率とは

太陽光発電を考えられている方でインターネットなどで情報収集を行ったことがある方でしたら1kwあたり30万円等の表記を見たことがあると思います。
これは1kwを発電する装置を設置するためにかかる費用”ということなので1kwあたりの金額が安くなれば費用に対する発電効率がよくなるといえます。(金額にはさまざまな要素が入っているため、単純に金額だけで効率がよいとはいえません。ただし、ここではできるだけ簡単に説明するために上記の表現を用いています)

太陽光パネルを開発している様々なメーカーが競いあって、企業努力を重ねているひとつにこの効率効率があります。

太陽光パネルの代表的な5つのタイプ

各社独自の技術を用いて発電効率をアップさせています。(シャープのバックコンタクトなど)大きく発電効率を作用するものにパネルに敷き詰められているシリコンタイプの違いがあります。

タイプ メリット デメリット 代表メーカー
シリコン系 単結晶
  • ほかと比べるともっとも発電効率が高い
  • 古くから利用されており信頼性が高い
  • 価格が高い
  • 高温下では変換効率が大きく低下する
シャープ、三菱、東芝、サンテック、カナディアンソーラー
多結晶
  • 発電効率は単結晶タイプの次に高い
  • 単結晶タイプと比べるとコストパフォーマンスは高い
  • 高温化では変換効率が大きく低下する
シャープ、三菱、京セラ
ハイブリッド
  • 単結晶+アルファスの組み合わせで単結晶の強みである発電効率の良さとアルファスの強みである高温時にも安定しやすいというそれぞれの強みをいかし安定して発電を行える
  • その分、割高
パナソニック
アルモファス(薄膜)
  • 高温時でも発電効率が安定している
  • 大面積の大量生産が可能
  • 布のように薄いため円柱やスロープなど様々な場所に設置ができる
  • 単結晶タイプや多結晶タイプと比べて発電効率が低い
化合物系 CIS
  • 一般的な原料であるシリコンを使用せず、銅やインジウムといった材料を使用しているため安価
  • 薄膜化も可能
  • 最も普及している多結晶と比べ変換効率3~5%程度下がる
  • 広い設置面積が必要
ソーラーフロンティア

上記表のように太陽光発電は様々なタイプがあります。それぞれのメリット・デメリットを把握して目的にあったパネルを選ぶようにしましょう。

日本住宅工事管理協会ではパネル選びのサポートやシミュレーションの作成をお手伝いさせていただいております。土地の情報の広さ、住所をいただけましたら概算のシミュレーションを作成させていただいております、ご興味がありましたらお気軽にご連絡ください。

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