太陽光発電の仕組み(原理)について。

太陽光発電 は、太陽電池を使って、太陽の光エネルギーを、電気エネルギーに変換するシステムです。

太陽光は無尽蔵で、しかも地球上のどこでもタダで得られるエネルギー源です。

また、太陽電池は、太陽光を直接電気エネルギーに変換できるため、二酸化炭素や窒素酸化物を一切排出しないクリーンな発電です。

太陽電池は PV(photovoltaic)と言ったり、光電池(photovoltaic cells)と言うこともあります。

実は太陽電池の種類には、いろいろあります。住宅用の太陽電池としては、シリコン系の太陽電池がほとんどです。他にも化合物系や有機・色素系などがあります。

太陽電池の最小単位は、「セル」と呼ばれています。セルは半導体でできています。

半導体とは、導体と絶縁体の中間の物質です。光や温度などの条件によって、電気を通したり、通さなかったりする性質があります。

この半導体の性質を上手く利用すると、光エネルギーを、電気エネルギーに変換することができます。

太陽電池のセルには、性質の異なる「n型半導体」と「p型半導体」を重ねて使用します。

セルは両面に「電極」が付けられ、光の当たる面には「反射防止膜」という薄い膜が付いています。

セルに太陽光が当たると、正孔(プラス)と電子(マイナス)が発生します。プラスは p型半導体に集まり、マイナスは n型半導体に集まるため、電流が流れる仕組み(原理)です。

セルは扱いやすいように、ガラスやプラスチックで保護されています。

このセルをいくつか集めたものが、「太陽電池パネル」です。または「太陽電池モジュール」と言うこともあります。市販される時は、パネル単位になります。

そして太陽電池パネルを何枚か並べたものを、「アレイ」といいます。よく住宅の屋根で見かけるのは、このアレイの状態です。

太陽電池はパネルごとに発電量が決まっています。したがって必要な枚数を取り付けることで、発電量を調整することができます。

180W(ワット) × 21枚 = 3.78kw(キロワット)
3.78kw × 1,000倍 = 3780kWh/年

というように、簡単に発電量を計算することができます。

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