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太陽光発電パネルの仕組み



太陽光発電は、別名「ソーラー発電」とも呼ばれ、太陽光発電パネル(太陽電池)を使って光エネルギーを電力に変換する発電方法です。環境に悪影響のない再生可能エネルギーとして注目されています。

太陽光発電の特徴とは

太陽光発電の特徴とは

太陽光発電の最大のメリットは、発電する際に温室効果ガスが排出されないことです。その他の廃棄物や、騒音・振動も発生しないため、クリーンエネルギーの代名詞になっていますが、昼間と夜間の発電量のギャップや天候・気候によっても出力が変わるため、他の発電方法に比べて発電コストが割高となるケースがあるなどのデメリットもあります。

太陽光発電の原理

太陽光の持つエネルギーは、地上に届くと熱に変わって分散していきます。太陽光発電は、このエネルギーが熱に変わる前に吸収し、電力として取り出す方法です。

半導体によって光エネルギーを電力に

太陽光発電パネルに使われている太陽電池の多くは、半導体であるシリコンで作られており、表面(光が当たる部分)には「N型」、裏面は「P型」のシリコンが使用され、二層構造となっています。この太陽光パネルに太陽光が当たると、半導体にエネルギーが吸収され、N型シリコンではマイナス電子、P型シリコンではプラス電子のような働きが発生するため、この両極に負荷(電球やモーターなど)を繋ぐと電流が発生し、結果的に光エネルギーから直接電力を取り出すことが可能になるのです。これを光起電力効果と言います。ただし、太陽電池には電力を蓄えることはできず、発電機としての機能しか持っていません。

太陽光発電パネルの呼び方

太陽電池の最小単位を「セル」と呼ぎ、このセルを複数枚接続したものが、太陽光発電パネル、もしくはソーラーパネル・ソーラーモジュールと呼ばれる製品です。さらにこのパネルを何枚も並列接続させ、大きな電力を取り出せるようにしたものを「ソーラーアレイ」と呼んでいます。

太陽光発電を発見したのは?

この太陽電池の基本原理を発見したのは、フランスの物理学者であるアレクサンドル・エドモン・ベクレルであり、発電に成功したのはアメリカの発明家チャールズ・フリッツでした(1884年)。しかし、この段階では光エネルギーを電力に変える変換効率は1%程とまだ実用化には遠く、1950年代に入ってようやく電力機器として使用できる太陽電池が開発され、人工衛星などで利用され始めたのです。さらに、1974年以降、石油ショックの影響を受けて、本格的に実用化に向けた開発が進みました。