そもそも太陽電池ってどういうものなの？気になる疑問を解決します！

太陽電池ってどんな仕組み？

太陽電池とは、簡単にいうと、太陽から得られる光エネルギーを直接電気に変える仕組みを指します。太陽から地球に降り注ぐ光エネルギーが太陽電池に当たると、太陽電池内の半導体で電子が動くため電気が起こり、発電できるのです。

太陽電池で発電する仕組みの要である半導体の多くは、シリコンで作られています。現在、世界の生産量の8割はシリコン系ですが、最近では、コストや省資源、発電効率などの観点から、化合物系、有機系などの半導体も開発されています。

また、太陽光発電といえば、一般家庭の屋根の上についているソーラーパネルを見かけたことがある方も多いことでしょう。このソーラーパネルは、太陽電池をたくさんつなげたものになります。そして、さらに効率よく電力をたくさん作り出すために、広大な土地にたくさんのパネルを置いて発電する太陽光発電の設備は、「メガソーラー」と呼ばれています。

たとえば、野球のフェアグラウンド2面分の土地面積である2ha（100m×200m）のメガソーラーで発電されるエネルギー量は、約1,000kWです。しかし、太陽電池は日中は問題なく発電できますが、日射のない夜には発電ができません。これらを考慮すると、太陽電池の利用率は、実はおよそ13％にすぎないのです。

そうはいっても、一般的な家庭が1年間に消費する電力量は平均で約3,600kWhだといわれているので、2haのメガソーラー発電所なら約316世帯の1年分の電気（1,000kW×24時間×365日×利用率13％＝1,138,800kWh より）をまかなうことができます。

現在の日本では、電気を生み出すために必要な資源の確保は、ほとんどを海外からの輸入にゆだねています。しかし、そういった石油や石炭などの資源も、いつかはなくなってしまうものです。一方で、太陽の自然エネルギーを使う太陽光発電では資源がなくなってしまう心配がなく、日本が抱えるエネルギー問題のひとつの解決策と考えられています。

太陽電池は普通の電池とはどう違う？

電池は、大きく分けると物理電池と化学電池の2種類に分かれます。太陽電池は、物質同士が起こす化学的な反応ではなく、光や熱といった物理的なエネルギーを利用する「物理電池」です。

一方で、私たちが日常生活の中でよく使っている電池は、金属化合物などの化学反応を利用し、電気に変えてエネルギーを取り出す仕組みを用いた「化学電池」です。その中でも乾電池は、使い続けるといずれは消耗して使えなくなってしまうので、「一次電池」と呼ばれています。

化学電池の中にはほかにも、携帯電話でおなじみのリチウム電池のように充電すれば何度も使える「充電式電池（二次電池）」や、化学反応に必要な物質を外部から補う「燃料電池」があります。

“電池”だけど、太陽電池では蓄電できない？

前述のとおり、太陽電池は日光のエネルギーを電気に変換する仕組みですから、“電池”といえども、電力を蓄えることができません。どちらかというと、“発電機”の役割を担っているのが太陽電池なのです。

そのため、太陽電池をいくつもつなげたソーラーパネルを利用して、たくさんの電気を生み出す太陽光発電においても、雨やくもりの日、夜では従来通り、電力会社から送られる一般電力を使う必要があります。

しかし最近では、太陽光で発電した電気を蓄えるシステムも作られています。現在のところ大量に蓄電できるわけではないものの、今後改良が進めば日常生活でも蓄電システムが使えるようになり、資源や環境の問題も解決できるようになるかもしれません。

まとめ

太陽電池は発電のときに、地球温暖化の原因のひとつである二酸化炭素を排出しないため、クリーンな電力といわれています。また、エネルギー源である太陽光は、確保が簡単であることもメリットのひとつです。災害時の電力を確保するため、また、光熱費を節約するためというだけではなく、地球環境を保全するという意味でも、太陽光発電を検討してみるといいかもしれません。