太陽光発電の原理とは

太陽光発電は多くの一般住宅の屋根の上やメガソーラーと呼ばれる広い面積のとれるところで発電が行われています。
エネルギー源が無尽蔵で枯渇せず、石油や石炭などを使わずに二酸化炭素その他の大気汚染物質を排出しないクリーンエネルギーとして将来に渡って期待されているものです。

屋根も広くて日照時間が長いほど発電効率は良くなるとされています。

太陽電池には単結晶シリコンや多結晶シリコン、ヘテロ接合型と呼ばれる結晶系のものと、アモルファスシリコンや薄膜多結晶シリコンのような薄膜系と呼ばれるものとがあります。

太陽光パネルは太陽のエネルギーを吸収して直接に電気に変えるエネルギー変換の素子です。これは半導体で作られていてこれに光が当たると太陽光線の強さや角度によって比例して発電するものです。

しかしこれは電気を貯める機能はなくて、貯めたい場合は蓄電池が必要となります。そしてこの発電量が多い場合には電力会社に売電することも出来ます。

現在最も多く使われているのはシリコン系の太陽電池です。

発電原理としては電気的に性質が異なる2種類の半導体を合わせた構造をしていてそこへ太陽光が当たるとマイナスの電子とプラスの正孔とが発生し、正孔はp型半導体へ引き寄せられ、電子はn型半導体引き寄せられることになります。

このことで表面側と裏側に取り付けられた電極に電通電が行われて電流が流れる仕組みになっています。

この際に効率良く発電が行われるかどうかを判断するのにその割合を数値で表す場合があり、これは変換効率と呼ばれます。

つまり入射エネルギーの何パーセントが電気エネルギーに変わったかを掴むことが出来ます。

計算式では出力電気エネルギーを入射する太陽光エネルギーで割って100倍すると得られます。

別の言葉で言い換えると太陽電池のモジュール1平米当たり1キロワットの光エネルギーを何%電気エネルギーに変換できるかを表します。

もし平米当たり1キロワットあり、これを1平米の太陽電池に充てた場合10%の発電効率なら100ワット発電できることになります。”

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