太陽電池パネルの構造・発電量・発電効率についてのまとめ!

今回は、太陽電池パネルの構造や発電量・発電効率について勉強していこう。

難しそう・・・
できるだけわかりやすく説明するから、ついてきてね。

太陽電池パネルの構造とは?

 

まず、太陽電池パネルの構造から勉強するよ。
太陽電池とは?太陽電池パネルとは?
太陽電池とは、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換し、蓄電または、使用する発電機のことです。
太陽電池パネルとは、太陽電池セルを複数枚つなげてガラス板などで補強したモジュールのことです。

※モジュール・・・セルといわれる太陽電池を複数枚つなげてガラス板などで補強したものをモジュールという。

 

太陽電池の構造は、ソーラーパネルとインバーターからできており、モジュールがソーラーパネルになります
太陽電池は、いろいろな種類がありますが、基本的にはパネルに太陽光を受けて、それを電気エネルギーに変換するのです。

 

つまり、太陽電池のパネルにどれくらい太陽光を受け、どのくらいの変換率で太陽の光エネルギーを電力エネルギーに変換できるかということがとても重要なことになります。

一般的に、24から30のソーラーパネルを設置した場合、家庭での使用電力の70%を賄うことができるといわれているんだよ。

太陽電池の課題は製造コストを下げ、変換効率を上げることだといわれています。

 

代表的な太陽電池のメーカーには!

  • シャープ
  • 京セラ
  • パナソニック
  • ホンダ
  • 三菱電機  など

現在世界シェア第2位がシャープ、そして第4位が京セラとなっています。
シャープは薄膜太陽電池パネルの量産に踏み切り、世界シェア第1位の座を取り戻す狙いです。

太陽電池の発電量はどのくらい?

 

太陽電池の発電量は、太陽電池パネルの変換効率と面積によって決まるんだよ。
変換効率とは?
変換効率とは、太陽から降り注ぐ光のエネルギーを、どの程度の効率をもって電気エネルギーに変換できるのかということです。

 

薄膜太陽電池だと9%前後の変換効率だといわれています。
この変換効率をあげること、そして太陽電池をつくるにあたっての製造コストを下げることが、開発メーカーの課題であり、太陽電池普及のカギとなっています。

 

個人住宅の屋根に太陽電池を設置した場合、一体どれ位の発電量があるのか見ていこう!

鹿児島市では、3kWの住宅用太陽電池を使用した場合(最も効率の良い条件の下)、1年間の発電量は3192kWと予測しました。

 

この発電量は鹿児島市の1世帯あたりの年間平均消費電力と同じくらいになります。
つまり計算上は、太陽電池で自分の家の消費電力を賄うことができるというものです。

 

しかしこの計算は、最も効率の良い条件の下でしていますから、あくまでも目安にしかなりません。
太陽電池パネルの面積と変換効率が、発電量を決定する大きな要因のひとつとなっています。

 

そして太陽電池の変換効率と製造コストが、メーカーが量産体制に入るかどうかの要になっています。

 

太陽電池の発電量は、設置場所や地域、天候などによって大きく左右される!

最近では、各メーカーが変換効率の高い太陽電池を開発しており、少ない面積で多くの電力を発電できるといわれていますが、太陽電池の発電量は、その設置場所、地域、天候などによって大きく左右されてしまうシステムです。

 

インターネットなどで調べると、太陽光発電システムネットワークなど、太陽電池の発電量や、設置条件などを詳しく解説しているサイトがありますので、それらのサイトから、たくさんの情報を集めると参考になります。

 

太陽電池の発電量を上げるためには、パネルを設置する方角、傾斜度など、一番発電量が良いであろう位置を見つけるために、設置業者などともよく相談をして、納得して設置するようしてください。

太陽電池の変換効率が低いわけ…

太陽電池は、変換効率の高さによって性能を見極めますが、変換効率17%で高い変換効率となります。

 

変換効率17%で高いの?
もっと変換効率を高くできないの?
太陽電池の変換効率低いのには理由があるんだよ。

太陽電池の変換効率が悪い理由

  • 太陽光がセル表面で反射してしまう
    セルの表面に反射防止する膜があり、反射が起きてしまい、太陽光をすべて吸収することができないのです。
  • 太陽光のすべての波長を吸収することは不可能である
    太陽電池の材質や、作り方によっても違いますが、太陽光は効率よく吸収できる波長ばかりではないのです。
  • 自由電子、自由ホール発生が100%にならない
    自由電子が電極方向に移動中に消滅する場合があるのです。
  • 太陽電池内部に電気抵抗がある
    シリコンの材料や電極に電気抵抗があるために、せっかく作った電気をすべて、外部に取り出すことができないのです。

 

しかし、太陽電池参入企業は、変換効率のアップに努めていますので、近い将来変換効率の良い太陽電池が開発されるでしょう。

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