太陽光発電の光を電気に変える技術について解説!
太陽光発電といえば、住宅の屋根にパネルが設置されているのを見かけたことがある方が多いのではないでしょうか。太陽のエネルギーを利用した太陽光発電は、資源を消費しない環境にやさしいエネルギーとして、地球温暖化対策につながると期待を集めています。今回は太陽光発電の技術の仕組みについて解説していきます。
太陽光が電気に変わる仕組み
太陽光発電で発電できる仕組みについて、詳細をきちんと説明できる方は少ないでしょう。
まずは、太陽光発電の基本的な仕組みから解説します。
なぜ太陽光が電気になるのか?
ソーラーパネルには、太陽電池が組み込まれています。太陽電池に太陽光が当たることで発電できる仕組みです。
太陽電池には2種類の半導体が使われており、半導体をつなぐ導線から電子が移動します。電子の流れを利用し、電気を取り出して使うのが太陽光発電の仕組みとなっています。
太陽光発電のメリット
太陽光発電を活用するメリットは、環境に優しいという点です。石油、石炭、ガスなどを使った発電は発生の過程で二酸化炭素を排出し、地球温暖化につながるとされます。
一方太陽光発電は、資源を燃やさなくても太陽光があれば電気をつくり出せるため、環境に配慮した発電方法として注目を集めています。太陽光があれば発電できるため、限りある資源を消費せずに発電できる点も、環境面から見たメリットです。
ソーラーパネルが効率よく働く理由
太陽光発電といえば、大きなソーラーパネルが貼られているところをイメージする方が多いのではないでしょうか。
そこで、ここではソーラーパネルについて解説します。
ソーラーパネルとは?
ソーラーパネルは太陽電池が連なったものです。太陽光をもとに発電するため、日当たりが悪いところに設置しても発電効率がよくありません。太陽光がよくあたる南向き、東西に向かい流れている屋根などに設置することが多いです。
また、近年は薄型のソーラーパネルが登場しました。シリコン製で加工しやすい、曲げることができるといったメリットがあります。これにより、今まで設置できなかった屋根に設置できるようになる、柱などにも設置できるようになるなど柔軟な使い方が期待されています。
また、一般家庭では太陽光発電を活用するには住宅の屋根にソーラーパネルを設置するがポピュラーな方法でした。しかし、屋根のデザインを隠してしまうのがいやだ、見た目が悪いといったデメリットがあります。
そこで、そのような問題を解消できる、カーポートでの太陽光発電が近年は登場しています。屋根より狭いスペースにはなりますが、カーポートにソーラーパネルを設置することでデッドスペースの有効活用が可能です。
また、災害用やアウトドア用などにポータブルの太陽光発電装置も販売されています。ポータブルのソーラーパネルと、ポータブル電源があれば防災用に役立つでしょう。
ソーラーパネルの効率
ソーラーパネルは、たくさん並べることで太陽光発電所として活用できるようになります。ソーラーパネルはモジュールという単位で呼ばれます。太陽光発電では、変換効率が高いほど効率よく電気エネルギーをうみだせます。
変換効率を高めるソーラーパネル
ソーラーパネルの変換効率について解説します。効率のよいもの、悪いものがあるので導入する場合は変換効率をチェックしましょう。
変換効率とは
ソーラーパネルは、太陽光をどれだけ電気エネルギーに変換できるかという変換効率で性能を表します。変換効率は一定ではなく、使い続けると低下していきます。
太陽光発電を導入する場合、変換効率がカタログなどに記載されているのでチェックしてみるとよいでしょう。
安い太陽光発電を導入してしまうと、変換効率が悪かったり、長持ちしなかったりと質の悪い場合もあります。そのため、値段だけでなくスペックを確認するのが大切です。
種類によっても効率が異なる
太陽光発電は、商業用では3種類ほどにわけられます。その中でも、シリコン系は幅広く利用されています。シリコン系に次いで普及している化合物半導体系は、最も変換効率がよいです。しかし、値段が高く毒性の高い素材を使うので廃棄の際に懸念があります。
そして、近年開発が進んでいるのがペロブスカイト系です。安価かつ曲線状にも設置でき、さまざまな使用用途に活用できます。一方、劣化しやすいので寿命が低いというデメリットがあります。
ペロブスカイト系の太陽光発電は、今後の開発がさらに進むのが期待されている種類です。一般住宅用にはシリコン系が多く使われていますが、今後の開発状況により選択肢が広がるでしょう。状況や設置場所、値段、変換効率などをふまえた太陽発電装置を導入する必要があります。
まとめ
今回は、太陽光を電気に変える技術について解説しました。近年はシリコン系の太陽電池が広く普及していますが、ペロブスカイト太陽電池の開発が進んでいます。これらは、種類ごとに変換効率、寿命、値段、メリット、デメリットなどが異なります。そのため、安易に太陽光発電を導入せず、さまざまなスペックを確認してから導入するのがおすすめです。
アウトドアによく行く、災害時に備えたいといった場合はポータブルタイプの太陽光発電装置を購入するのもおすすめです。地球環境に負荷をかけず、繰り返し活用可能でエコな太陽エネルギーを活用した生活を取り入れてみてはいかがでしょうか。また、太陽光発電技術の開発状況は日々変化するため、最新の情報を取り入れることも大切です。