太陽光発電で電気が創られる仕組みとは?

そもそも太陽光発電って何だろう?

皆さんは、「太陽光発電」をご存じですか?最近は、よくテレビや新聞で目にする機会も多くなってきたかと思います。太陽光発電は、読んで字のごとく「太陽光」を利用して「発電」をするシステムのことです。いま、日本だけでなく世界でも「住まい(わが家)単位でエネルギーが創り出せる最も手軽なシステム」として注目されています。また、枯渇が懸念される石油・石炭とは違い、太陽という無尽蔵な太陽光エネルギーを使って電気をつくる太陽光発電は、これからの時代を担う設備と言えます。

…とはいえ、実際どうやって太陽光で電気を創るかイメージがなかなか湧かないですよね。ここでは、「太陽光発電」の仕組みやメリットについて、詳しくご紹介していきたいと思います。

太陽光発電の仕組み

太陽光発電は、太陽の光エネルギーをどうやって電気に変えているのでしょうか?屋根の上にキラキラ光るパネルが設置されている住宅をご覧になったことがあるかと思います。あれが「太陽電池」です。太陽電池により電気は作られています。

太陽電池

太陽電池

では、太陽電池について少し解説します。太陽電池とは、太陽の光が持つエネルギーを吸収して、電気的なエネルギー(電力)に変えます。せっかくのエネルギーが熱に変わってしまう前に、電力として有効活用するのです。

この仕掛けには、私たちの身の回りの電子機器にたくさん使われている「半導体」を利用します。太陽電池には、「P型」と「N型」という異なる半導体が利用されます。P型はプラスの電子を引きつけ、N型はマイナスの電子を引きつけます。この半導体に光があたり、プラスとマイナスの電子が発生し、両極にはっきり分かれることにより、電池としての機能が整います。その両極の間に電圧が発生し、半導体が「電池」になります。この電池に含まれる、先ほどの2つの半導体を電線でつなぐことで、乾電池と同じように電気が取り出せるというわけです。ちなみに、太陽電池の耐久年数はメーカーによって異なりますが、10年から20年だと言われています。

太陽電池の仕組み(出典:AllAbout)

太陽電池の仕組み(出典:AllAbout)

こうして発生した電気は直流ですから、これを電力会社の電気と同じ交流に変換する「パワーコンディショナー」や、売電用の「電力量計」など、いくつかの設備を設置して実際に使用できるようにしていきます。

太陽光発電の仕組み

太陽光発電の仕組み

太陽光発電のメリットとは?

太陽光発電システムには、環境面と経済面のメリットがあります。また、国も太陽光をこれからの新エネルギーとして補助金制度などで普及を促進しています。

(1)地球にやさしいエネルギー

太陽光発電システムは、太陽の光を直接電気エネルギーに変換するため、発電時に地球温暖化の原因であるCO2(二酸化炭素)をほとんど排出しない、クリーンなエネルギーです。

地球にやさしいエネルギー (2)太陽光は無尽蔵なエネルギー

太陽光は、石油等の化石燃料とは異なり無くなる心配がありません。今後も快適な暮らしを送るための代替エネルギーとして注目されています。
太陽光は無尽蔵なエネルギー (3)家計にもやさしいエネルギー

発電した電力を自宅で使うこともできますし、発電し余った電力(余剰電力)は電力会社に売電することもできます。余剰電力がある電気代の高い日中に電気を売り、深夜など比較的電気代の安い時間帯に電気を買うようにすると、より経済的です。またオール電化住宅にした場合、電力会社によっては、電気代を割引してくれるなどいろいろな特典も設けられています。家計にもやさしいエネルギー(4)国からの補助制度が利用可能

また現在、太陽光発電システムを設置すると、公的補助金制度で設備投資価格も抑えられお得です。

以上のように、地球環境保全に貢献しながら、快適で経済的な暮らしを実現できる次世代設備として太陽光発電は注目されています。

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