太陽光発電とは？

太陽光発電が身近になった今、どういったシステムのことなのかは多くの人が分かっているはずです。ここでもう一度簡単に、太陽光発電とは何なのかについて振り返ってみます。

太陽光発電は、太陽光のエネルギーを直接電気エネルギーとして電力へと利用することです。枯渇の心配や地球環境を汚染する心配もない、地球にも人にも優しくクリーンなエネルギーとしてこれからの活躍が期待されてるのが太陽光発電なんですね。

しかし、太陽光発電を利用するためには、太陽光を集めそれを電力へと変換するためのシステムを導入しなければいけません。そのために必要となる装置が太陽光電池や接続箱、パワーコンディショナといった周辺機器です。

これらの機器を導入して太陽光発電システムとして稼働することで、太陽光エネルギーを電力として効率的に活用することができるようになります。

太陽光発電のメカニズム

太陽光電池、そしてその他の機器を利用する太陽光発電システムのメカニズムはどのようになっているのでしょうか。太陽光を電力に変えて利用することは分かっていても、そのメカニズムまでは深く考えたことがない人も多いでしょう。そこで、分かりやすく太陽光発電のメカニズムについて説明したいと思います。

太陽光発電のメカニズムを説明する際に重要となるのが、太陽電池です。太陽電池は、シリコン系・化合物系・有機物系の半誘導体で作られており、ここに太陽光エネルギーを集めます。すなわち太陽電池を複数集めたものが、太陽光パネルです。

太陽電池は太陽光エネルギーを集め吸収し直接電力に変換するのですが、そのメカニズムは以下の通りとなっています。半導体である太陽電池に太陽光エネルギーが当たり、吸収されると電子の束縛が切れて自由に動き回れる性質をもつ伝導電子が増える内部光電効果という現象が起こります。

こうした内部光電効果により伝導電子が増加しますと、マイナスの電子は太陽電池のn型へ、そしてプラスの電子はp型へと強制的に引き寄せられるのです。そうすることで｢電池｣として電流が流れるという仕組みになっているんですね。

この電流の大きさは、吸収された太陽光エネルギーの強さに比例します。これが太陽電池が発電するメカニズムです。

太陽電池について補足しておきますと、電池といっても乾電池のように使える代物ではありません。太陽電池は、太陽光が照射されている間しか電流は発生しないのです。太陽のない夜間でも太陽光電力を使用するためには蓄電池と呼ばれるものを購入して、日中のうちに蓄電池に電力をためておかなくければいけません。

しかし、太陽電池が発電しただけでは太陽光発電として利用することはできません。太陽電池で発電した電流を、接続箱を通して、パワーコンディショナに送ります。接続箱はパワーコンディショナに電流を送るだけではなく、電流が太陽電池に逆流することを防ぐ役割も果たしてくれています。

そしてパワーコンディショナはといいますと、太陽電池が発電した直流電流を家庭で使用できるようにするために交流電流へと変換するという働きを行うのです。パワーコンディショナの一番大きな役割としてはこの交流電流への変換が上げられますが、それだけではありません。電力を買ったり、売ったりする際にトラブルなく電力系統と連携できるのもこのパワーコンディショナの働きのおかげです。太陽光発電の中で、太陽電池と同様に重要な役割を担っています。

パワーコンディショナにより交流電流へと変換された電流は、分電盤により家庭用の電化製品を動かすために分けられます。そして、家庭で使わなかった余剰電力は電力会社に売電することも可能です。こうした一連の流れが、太陽光発電の発電から利用、また売却までのメカニズムとなるのです。

太陽光発電では、上記に出てきた太陽電池や接続箱、パワーコンディショナや分電盤の他にも様々な周辺機器があります。必ずしも必要なものばかりではありませんが、導入することによってより太陽光発電を便利に活用することができるようになります。

太陽光発電のメカニズムは、つまるところ太陽の光エネルギーを半導体の太陽光電池に集めて、電力を発生させ接続箱やパワーコンディショナ、分電盤などの機器を通して電気として利用するというものなんですね。太陽光発電は、太陽とそしてそのエネルギーを集めて活用するための複数のシステム装置が欠かせません。