世界中の太陽光発電が進化する~太陽光発電の未来~

2018.02.15

太陽光発電はここ数年で目まぐるしい進化を遂げています。このコラムでは、未来の太陽光発電の可能性についてご紹介したいと思います。

太陽光発電のコスト

米国の調査会社Bloomberg New Energy Financeによると、2017年上期の太陽光発電の平均コストはガス火力発電の1.7倍です。

欧米の先進国と比べて日本では、送配電網の接続制限や出力抑制のほか、必要以上に厳しい技術要件や環境アセスメントがあり、それらが自然エネルギーの開発に取り組む発電事業者のコストを増大させています。

しかし、太陽光発電はコスト低下が進んでおり、2017年に入って日本で稼働した太陽光発電所のコストをガス火力発電と比較した結果、最もコストが低いベストケースでガス火力発電よりも安くなるケースが出てきました。

太陽光発電のコスト
http://www.kepco.co.jp/energy_supply/energy/nuclear_power/nowenergy/bestmix.html

太陽光発電は他の発電方法に比べ、建設期間が短いため、短期間で発電所を完成させて稼働できます。
しかも、化石燃料による発電所のように燃料の輸送や貯蔵などのインフラ整備の必要がなく、建設が終われば若干保守費がかかるだけです。

日本では太陽光や風力の発電設備に対する様々な規制や問題点がありますが、それらを改善すれば、将来的には太陽光に限らず風力や地熱など自然エネルギーの電力を安価に導入できることになるでしょう。

砂漠で太陽光発電

地球上にはいたるところに広大な砂漠があります。そこには豊富な日射量と広大な土地が広がっており、これは太陽光発電に最適な場所の1つです。

砂漠は生物学的な生産や修復能力の低い土地であるため、このような土地で発電を行うことはと土地の有効活用という意味で意義があります。

地球面積の3/1が陸地です。世界最大のサハラ砂漠や、アジア最大のゴビ砂漠でさえも、地球全体から見ると小さい面積です。

しかし、地球全体から見れば小さなゴビ砂漠であっても、太陽電池モジュールを敷き詰めますと、現在地球上の全人類が使っているエネルギーの全てを賄うことができるほどの広さなのです。

モンゴルと中国の間に横たわっているゴビ砂漠で、大規模太陽光発電の建設が進んでいる様子をNASAが公開しています。


砂漠で太陽光発電
PHOTOGRAPH BY JESSE ALLEN, NASA EARTH OBSERVATORY

国連の掲げる二酸化炭素排出削減目標の達成に向け、中国が太陽光エネルギー活用の取り組みを進めていることがうかがえます。

近くに北京という消費地を抱えたゴビ砂漠は電力の供給基地としても有利な位置と考えられます。
しかも、都合の良いことに、電力の消費の多い、北京までの電力網が完備されています。

この送電網はもともと北京から内陸部へ送電するために作られたものですが、若干の送電線網を追加することによって、既設の送電網を使って北京へ電力を送電することが可能です。

ジェネシス計画

三洋電機株式会社の元社長で太陽電池の専門家桑野幸徳博士が提唱したジェネシス計画はクリーンエネルギーで全世界を賄うという、地球規模の壮大な計画です。

地球上の砂漠や、平原、海洋上などに大規模な太陽光発電システムを分散配置し、それを超伝導ケーブルで結んで世界各地に電力の供給を行うことによって、全世界が必要とする全エネルギーを賄おうという構想です。

世界のどこかは昼間ですから、夜は発電できないという太陽光発電のデメリットが無くなり、一日中太陽エネルギーを利用できます。

送電は電気抵抗がゼロの超電導ケーブルを使えばどんな遠くへも送電ロスなく電気を届けることが可能です。
これを実現する超電導ケーブルの実験も本格的に実施されています。

超伝導送電の実用化までには時間が必要ですが、直流送電であれば、今の技術で実現可能です。
1000km以上の長距離送電には直流の方が有利と言われていますが、現在の発電機は交流が一般的で、そのため、送電も交流です。

しかし、太陽光発電で生み出されるのは直流ですから、都合が良いのです。
実際に国土の広い中国では、長距離送電が多いので、直流送電が進んでいます。

宇宙太陽光発電


宇宙太陽光発電

宇宙に太陽電池モジュールを浮かべて発電し、その電気を地球に送り届けようという研究が進んでいます。

宇宙衛星を想像していただければおわかりだと思いますが、宇宙には雨がありませんし、太陽電池モジュールを常に太陽の方向に向けていれば24時間発電が可能です。

一般的には、地球上で発電する場合の10倍の電力量が得られると考えられています。

巨大なパネルを宇宙に運び上げるのも大変ですが、最大の課題は送電方法です。
古くから研究されている送電方法は、電磁波の一種である「マイクロ波」による伝達です。

携帯電話などに使われている「電波」は電磁波の一種で、微弱ですがエネルギーが伝送されています。そのような仕組みを使って、送電するのです。

京大生存圏研究所の資料によると、5km×20kmの宇宙に浮かんだ太陽電池モジュールで、発電規模は原子力発電所10基分となるそうです。

マイクロ派に変換されたエネルギーを地上に設置された直径数kmのアンテナが受信します。

また、宇宙航空開発研究機構(JAXA)が公表したアイディアで、反射鏡で太陽光を発電部に集め、発生した電力をマイクロ派に変えて地上に送電する方法があります。

宇宙太陽光発電ほど大量のエネルギーを送ろうとする研究では、実現も先の話のように感じてしまいますが、携帯電話のような小電力であれば、近い将来に送電できることになるかもしれません。

ペンキのように塗れる太陽電池

例えばビルの外壁にペンキを塗るように特殊な液体を塗ったら太陽電池になり、そのビルで消費する電力を賄えるとしたら・・・。そんな夢も現実になりそうです。

2001年8月、微粉シリコンを液状物質に混ぜ噴霧する方法で光電変換効率1%の太陽電池ができたと、株式会社国際基盤材料研究所(シャープ株式会社の元副社長の佐々木正氏が創業者であり現会長)から発表がありました。

2006年4月には、セイコーエプソン株式会社とJSR株式会社(旧日本合成ゴム株式会社)から合同で、液体材料を塗布する方法による高品質なシリコン膜の形成に成功したと発表がありました。使用目的は液晶テレビなどのディスプレイ用薄膜トランジスタですが、太陽電池に利用するとしても性能的には十分なものでした。

2009年には、パナソニック株式会社がスイスの大学と共同研究し、ペロブスカイト型と呼ぶ太陽電池の開発をし、2016年に実用化にメドがついたと発表されました。

基板の上に印刷するだけで簡単に作製でき、折り曲げられる次世代の薄型太陽電池です。
最大の壁となっていた耐久性の問題を克服し、2~3年の連続使用を可能にしました。
スタジアムの屋根のような曲面にも貼れ、ウエアラブル機器や屋外で使うセンサーの電源にも利用できます。

太陽電池の新たな用途が開けるとみて、製品化につなげていくそうで発電効率は21.6%です。
現在、最も普及している結晶シリコン太陽電池では、カネカと新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が達成した発電効率26.33%という数字が出ています。

たった数年で、歴史の長い結晶シリコン太陽電池に対して、ここまで迫ってきているということに驚きます。

コラム:パネル選びに必見! 太陽光発電パネルの種類とメリット・デメリット

太陽光発電の未来

供給量が膨大で、枯渇することのない太陽光を、エネルギーとして使っていく可能性を見出した最初の時点では、どのくらいの人がその実用化を信じたのでしょうか。
たった数年で、すさまじい進歩を遂げる太陽光発電のテクノロジーは、この先も驚くような進歩を続けることでしょう。

当協会では、最新の太陽光の知識を常に学び続け、皆様に有益な情報をお伝えしたいと思います。太陽光発電のことでしたら、お気軽にお問合せください。

太陽光発電の導入をお考えの皆様、ご相談を!

必須 お問い合わせの項目

必須 お名前

必須 ふりがな

必須 メールアドレス

必須 お電話番号

任意 太陽光発電所設置または、土地買取をお考えの方は該当する「土地住所」をご記入下さい。

任意 太陽光発電所設置または、土地買取をお考えの方は該当する「地目」を選択して下さい。
山林雑種地原野宅地その他分からない

任意 連絡ご希望時間

任意 お問い合わせ詳細内容

太陽光発電の設置をお考えの方へ

よく読まれている記事