知っていれば安心!太陽光発電を取り入れる前に知っておきたいその仕組みとは?

太陽光発電とは、太陽電池を用いて、太陽の光エネルギーを電気に変換する発電方式のことです。現在、日本における発電方式は、石油や石炭などがありますが、そのエネルギー資源の大半を海外から輸入して賄っている状況です。

これらのエネルギー資源は使い続ければ、いずれなくなってしまいますが、太陽の光は常に降り注いでいるので、そのような心配がありません。簡単にエネルギー源を確保でき、今後の期待が大きい太陽光発電の仕組みについてまとめました。

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光を電気に変えている仕組み

一口に太陽光発電といっても、どのようにして光を電気に変えるのでしょうか。ここでは、太陽光発電がどのように光を電気に変えているのか、その仕組みについて紹介します。

太陽光発電は、光エネルギーから電気を作ります。光から電気を作るために必要なのが「太陽電池」です。太陽電池は、プラスの性質を帯びやすい「P型シリコン半導体」と、マイナスの性質を帯びやすい「N型シリコン半導体」を張り合わせて作られています。

光エネルギーが、P型とN型の2つの半導体の境目に加わると、P型シリコン半導体はプラスの性質、N型シリコン半導体はマイナスの性質を帯びます。こうすることで乾電池と同じ状態を生み出し、電線をつなぐと電気が流れるので、光エネルギーをあて続ければ電気を発生させ続けることができます。

しかし、太陽電池だけでは住宅で使えるほどの電力は賄えません。そこで登場するのが「ソーラーパネル」です。ソーラーパネルは太陽電池をたくさんつなげたもので、最も小さな単位を「セル」、セルを板状につなげたものを「モジュール」「パネル」といいます。

現在は、家の屋根にソーラーパネルを設置している家庭を見かけることが多くなりました。さらに、広い土地にソーラーパネルをいっぱい設置し、大きな電力を生み出す「メガソーラー」という太陽光発電施設も見られるようになりました。

太陽光発電を取り入れても電力会社は必要

「太陽光発電を利用したら、電力会社はいらないのではないか?」「電気の自給自足が可能になる時代が来るのではないか?」そのように考える人もいるのではないでしょうか。

ただ、どんなに電気を蓄えても使い切れなかったり、使い切れなかった分蓄電ができたりしなければ結局無駄が増えてしまいます。このような無駄をなくすためにあるのが、売電や買電です。現在、太陽光での発電を行っている家庭では、昼間に蓄電した電気を日常生活の中で使い、余った電気を電力会社に売るという「売電」「買電」ができます。

太陽光発電を導入する際、電力会社と契約を結ぶことで電力会社と電気の売買ができるようになるのです。これを電力会社との「系統連系」といいます。申請手続きが必要ですが、業者が代行してくれることがほとんどなので、設置する側の人の手間は少ないといえます。


【系統連系とは?】
では、「系統連系」とはどういう仕組みなのでしょうか。電力会社が管理している配電線網を「系統」といい、電気の共有には欠かすことができません。この系統に太陽光発電システムを接続し、電気のやり取りを行うことを「系統連系」、やり取りを可能にした設備を「系統連系システム」と呼びます。

昼間は、太陽光で発電した電気を使って、余った分は電力会社へ。逆に、天気が悪い日など、必要な分の太陽光を得られなければ、従来通りに電力会社から電気を購入します。雨や曇りの日の分も太陽光エネルギーを蓄えることができたら、電気の自給自足も可能になるのかもしれませんが、現時点では、まだ電力会社の力を借りなくてはならないのですね。

太陽光発電は環境に優しい!

太陽光発電と聞くと、「環境に優しい」イメージを持っている人もいるのではないでしょうか。従来の火力発電や天然ガス発電では、化石燃料を使用して電気が発電されるので、二酸化炭素などの温室効果ガスを排出しています。しかし、太陽光発電は発電時に燃料を使わない仕組みなので、温室効果ガスを発生することがほとんどありません。

このような理由から、温室効果ガスの排出量の大幅な削減を見込むことができ、太陽光発電は環境に優しい発電方法だといえます。二酸化炭素削減の実現を目指す政府も、次世代エネルギーとして太陽光発電を推進していますよね。

また、他の発電方式と違い、太陽光発電では原料の採鉱や精製が不要です。そのため、採掘や廃棄に至るまでのことを考えても、とても少ない二酸化炭素排出量で電力の供給が可能となります。火力発電をはじめとする従来の発電方式に比べたらまだまだですが、徐々に普及してきています。

まとめ

現在、産業用太陽光発電制度の誕生により、急激に広がりを見せている太陽光発電。発電効率の高いパネルの研究開発も進められているということで、今後は発電方式として主力になる可能性を秘めています。

温暖化対策もでき、安全性の高いエネルギーといわれる太陽光発電が実用的になれば、より地球に優しい生活が送れるようになるのではないでしょうか。太陽光発電のこれからに期待大ですね!


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