太陽光発電の仕組み

太陽光発電は、太陽光をソーラーパネルに集めそれを電力へと直接変換することで行います。

太陽光発電に必要なものは、中核をなす「太陽電池パネル(モジュール)」、家庭での使用や送電のために直流から交流へと変換する役割を担う「インバータ」、「分電盤」、「買電メータ」と「売電メータ」の5つです。

このうち太陽光発電システムの中核となる太陽電池パネルは15センチ四方、厚0.2ミリほどの小さな板-セルで構成されていて、これを複数枚直列につなぐことで電圧を上げています。

ソーラーパネル(太陽電池)とエネルギー変換効率

太陽光発電は、火力発電や水力発電などのようにタービンを回して発電するのではなく、太陽光エネルギーを直接電力に変換するもので、その役割を担うのがソーラーパネル(太陽電池)と呼ばれるものです。太陽電池の素材はシリコン(ケイ素)でできており、p型、n型の2種類の半導体を貼り合わせた「pn接合型」の太陽電池が現在最も普及が進んでいる一般的なタイプです。

シリコン系のpn接合型太陽電池の場合、そのエネルギー変換効率は15%前後となっています。この変換効率は技術革新が進むほどに高くなるものですから今後は更に効率のいいソーラーパネルが開発されていくでしょう。

シリコン系以外にも化合物系と言われるpn接合型の太陽電池がありますが、エネルギー変換効率は40%と高いものの生産コストが高いことがネックとなっています。