太陽光発電で失敗しない5つの鉄則

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太陽光発電システムとは

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【太陽光発電の仕組み】

 

 

太陽光発電システムは、太陽の光のエネルギーを太陽電池で直接電気に変換してエネルギーを作っています。

 

光を電気に変換する太陽電池は、半導体の一種であり、光起電力(ひかりきでんりょく)効果によって電力が発生します。

 

だから、太陽電池という名前であっても電気の貯蔵庫ではなく、発電装置です。

 

難しい原理をここでは説明しませんが、日本の得意とする半導体の技術が活かせる発電方法と覚えておいてください。

 

太陽の光は無償で無尽蔵に降りそそぎますし、なによりも石油を燃焼させて電気をおこす化石燃料を使用した発電のように、温室効果ガスや大気汚染物質の二酸化炭素、硫黄酸化物、窒素酸化物を発生しません。

 

 

 

【太陽電池部分の構成。セル、モジュール、アレイとは】

 

 

太陽電池は光エネルギーを直接、電気に変換する半導体素子の一種です。10センチ四方の大きさで、太陽電池セルと呼ばれます。セルの意味は、生物では細胞のこと。

 

小さなセルがいくつも集まって太陽電池モジュール、太陽電池アレイという大きなシステムになります。

 

畳にたとえると、原料のい草がセル、い草を集めてつくった畳一枚がモジュール。その畳がたくさん並んでいる旅館やホテルの宴会場がアレイと思ってください。

 

セルの発電量は小さく、ある程度の枚数をまとめて容量を確保する必要があります。それが太陽電池モジュールになります。

 

太陽電池モジュールは、セルを直列に接続して、まわりを充填材で保護。光を受ける面を強化ガラスで覆った構造になります。あられやひょうによる衝撃、湿気による配線の腐食からセルを保護しています。

 

モジュールを直列に接続したものをストリングと呼びます。このストリングを並列に接続したものがアレイです。

 

太陽電池モジュールは、常に直射日光や風雨にさらされるため、表面を強化ガラスで覆い、裏面は変色や劣化を起こしにくい耐候性多層構造フィルム(バックシート)で保護されます。フレームには耐食アルミを採用するなど、20年〜30年という長い耐久性をもっています。

 

 

 

【独立型と系統連系型システム】

 

 

太陽電池は光が当たっているときだけ電気を作り出します。乾電池や充電池のような電気を蓄えておく機能はありません。

 

そのため太陽電池だけでは、夜間や雨、曇りなどの太陽光がない、弱いときに電気を使うことができません。太陽電池発電システムを設置するときは「発電していないときをどうするか」を考えておきましょう。

 

・独立型システム

 

送電線につながず、太陽光システムに蓄電池をとりつけて利用するのが独立型。人工衛星や街路灯、灯台、道路標識などに使われています。

 

じつは世界で初めて実用化された太陽電池は、人工衛星の電源でした。

 

・系統連系型

 

太陽電池には蓄電機能がありません。そこで発電量の低いとき、発電できない夜の電力不足解消策として、送電線を通じて電力会社から電気を供給してもらいます。昼、余剰電力を電力会社に売ることもできます。

 

一般家庭や学校、病院などの公共施設において活躍しています。

 

 

 

【太陽電池が作る電気は直流】

 

 

太陽電池が作る電気は直流です。ほとんどの家電製品は交流のため使えません。そのためパワーコンディショナで直流から交流にします。

 

最近では直流のまま使えるエアコンなども登場。エネルギーの変換ロスが少ないメリットもあります。

 

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