太陽光発電のしくみ

太陽光発電は、シリコン半導体などの性質を利用して、太陽の光を直接エネルギーに変える発電方法です。太陽電池にはシリコン系、化合物系、有機系などがあります。代表的な「シリコン系太陽電池」は、太陽光によってプラスとマイナスの電気を帯びる、性質の違うシリコン半導体同士を張り合わせ、“天然の乾電池”をつくりあげる発電方法です。

1.ソーラパネル

ソーラーパネルは、太陽電池をたくさんつなげたものの総称です。いちばん小さな単位を「セル」、そのセルを板状につなげたものを「モジュール」、もしくは「パネル」と呼んでいます。戸建て住宅の屋根や、マンションなどの集合住宅の屋上で見かけることも多く、私たちにとって一番身近な“自家発電”のしくみです。

2.反射防止膜

ソーラーパネルの表面に「反射防止膜」を設置することで、太陽光の照り返し(反射)を防ぎ、パネル内部に効率良く光を取り入れることができます。ソーラーパネルの表面が青く光って見えるのは、パネル全面をコーディングするように塗布された、反射防止膜の色のためです。

3.N型シリコン半導体

太陽光を浴びると「マイナス(陰極)」の電気を帯びやすい性質をもつ、シリコン半導体のこと。「プラス(陽極)」の電気を帯びやすいP型シリコン半導体と張り合わせ、接合面に太陽光を当てることで、プラスとマイナスの電力が生じて“乾電池”のような状態をつくりあげます。

4.P型シリコン半導体

太陽光を浴びると「プラス(陽極)」の電気を帯びやすい性質をもつ、シリコン半導体のこと。「マイナス(陰極)」の電気を帯びやすいN型シリコン半導体と張り合わせ、接合面に太陽光を当てることで、プラスとマイナスの電力が生じて“乾電池”のような状態をつくりあげます。

太陽光発電の特徴

太陽光発電のメリット

太陽光発電の最大のメリットは、“太陽が存在している限り、資源が枯渇する心配がない”という半永久的なエネルギーである点です。さらに、火力や原子力発電のように燃料を必要としないため、排気ガスやCO2、燃えかす、使用済み燃料の処理なども発生しません。また、火力発電で用いられるエンジンやタービンといった稼働部分がないためメンテナンスが容易であることも利点です。地球環境にやさしく、安全でクリーンなエネルギーとして、近年急速に普及が進んでいます。

太陽光発電のデメリット

太陽光発電のデメリットは、近年コストが下がってきているとはいえ発電コストが高いことです。火力や原子力発電が生み出すのと同じくらいの大量の電気をつくるには、ソーラー設備を置くための広大な土地が必要になってきます。
また夜間は発電できず、雨や曇りの日も発電量が少なくなるなど、天候や時間帯に左右されやすいという特徴があります。

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