発電の仕組み|太陽光発電で電気はどのように作られているの?

太陽光発電という言葉を聞いたことがある方は大半だと思います。

しかしなぜ太陽の光で電気を作ることができるのでしょうか。その仕組みをご存知の方は少ないように感じます。

以前よりは非常に価格が下がったものの、比較的大きな買い物である太陽光発電だからこそ、その仕組みをしっかり知っておきたいものです。

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太陽の光からどのように電気は作られているの?【結論:光電効果】

光電効果

太陽の光によって電子を動かす

小学校の理科の授業で乾電池のプラスとマイナスに銅線を繋げて、電球に光をつける実験をしたことはありませんか。

イメージはそれと同じです。

太陽光発電に用いられるパネル(モジュール)は、マイナスを帯びやすい「n型シリコン半導体」とプラスを帯びやすい「p型シリコン半導体」を接合してつくられています。

半導体とは、簡単に言えば「普段は電気を通さないけど、一定の条件をクリアすると電気を通す物質」のことです。

太陽の光がパネルに当たると、電子が光エネルギーを受け取り、電極に向かって電子が飛び出していきます。

この金属に光を当てると電子が動き出す現象のことを「光電効果」といいます。

この飛び出したマイナスとプラスの電子が乾電池の役割を担い、電力となります。

ちなみに日焼けクリームでよく「紫外線カット!」という売り文句がありますが、これは紫外線によって肌の表面の電子が飛び出してしまう(光電効果)ことによって日焼けが起きるからです。

太陽光パネルの寿命が長いのはなぜ?

太陽光パネルの寿命は一般的に20~30年といわれています。

一方、太陽光パネルと同じくらい太陽光パネルの根幹を担うパワーコンディショナーの寿命は10~15年と太陽光パネルと比較すると短いです。

これは太陽光パネルは可動部が少ないのが理由として挙げられます。

太陽の光によって電子を動かし電気に変換しているだけなので、パネル自体に電気が流れているわけではなく、摩擦や故障することが少ないのです。

雨や曇りの日は全く発電しないの?

雨や曇りの日は全く発電しないの?

太陽光発電はその名の通り、太陽の光を電力に変えますので、雨や曇りの日は全く発電されないのでしょうか。

結論は「発電量は減るが、発電はされる」になります。

それは曇りや雨でも少なからず日射量(太陽による光エネルギー量)は存在するからです。

晴れを100%とした場合の発電比率は以下のように減ってしまいます。

  • 晴れ:100%
  • 曇り:30%
  • 雨 :10%

また気温や季節などによっても発電量は変化します。

なんとなく夏にはたくさん発電してくれそうなイメージがありますが、実は太陽光のパネルは25度を超えるごとに0.5%程度発電量が落ちてしまいます。

よって25度くらいで推移する5月頃が最も効率的に発電してくれる時期となりやすいのです。

エネルギー源となる太陽は無限

エネルギー源となる太陽は無限

太陽光における発電の仕組み、お分かりいただけたでしょうか?

太陽光発電は発電時に二酸化炭素を排出せず、またエネルギー源は無限なので、環境に良い発電方法と言われています。

自らだけでなく、子供・孫世代まで続くこれからの世界のために良い選択をしていきたいですね。

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