太陽光発電システムの仕組みについて
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最近では当たり前になってきた言葉「太陽光発電」。
ここ数年で著しい成長を遂げたエネルギーであると同時に、さらなる成長の可能性を持つものでもあります。
太陽光発電の理論は実に1839年から存在していました。
それから約115年後アメリカの研究所で発明され、その4年後に実用化されたのが太陽光発電のはじまりと言えます。
我が国日本においては2003年の新エネルギー補助を目的としてPRS制度を境に、太陽光発電という新エネルギー分野に力を入れようと国を上げての立ち上げを始めました。
日本のエネルギーのほとんどは原油で、電気においては火力や原子力発電にて賄ってきましたが、原油といういつかはなくなるかも知れない資源に変わる意味でも太陽光発電の普及に国も力を入れています。
太陽光を電力に変える理論
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太陽は枯れる事のない資源です。
その太陽光を電力に変えて利用し、資源保護をするのが太陽光発電というシステムの一番の目的となりますが実際にはどういうことなのでしょうか？
太陽光を「光起電力効果」を利用して電力というエネルギーに変えているのが太陽光発電となり、この光起電力効果は太陽光が当たった物質に含まれる電子が光エネルギーを吸収して「太陽電池」に送り込まれ、太陽電池の仕組みにより電力として利用できる様になっています。
簡単に例えると太陽があたる事で鉄や他のものでもその物質が温かくなりますが、それは光のエネルギーによるものですが鉄などではその光エネルギーを電力として利用する事は出来ません。
つまり鉄など通常の物質では光エネルギーを吸収しても、それを電力に変える為の仕組みがないので温かくなり太陽が沈むと冷えて終わりです。
しかし光のエネルギーを吸収して電力に変える仕組みがあるのが太陽電池という事になり、
これを使い家庭で使える様な電力を作り出せるという事です。
太陽電池とは？
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上記で説明した様に光エネルギーを吸収して電力に変換できる様に開発されたのが「太陽電池」ですが、この太陽電池は一枚の小さなセルと呼ばれるもので、太陽電池の基本単位です。
このセルと呼ばれる太陽電池は太陽光を効果的に電力に変える事が出来る様に作られています。
太陽電池は主にシリコンを使ったものが主流となっていて「シリコン系太陽電池」と呼ばれています。
電気的性質が異なるシリコンを重ねる事によって太陽電池を構成していますが、性質の異なるシリコンによりプラスとマイナスが発生し、それぞれの電極に電流をかけ合わせる事で電力を発生させているのです。
太陽電池と聞くと電力を蓄える事が出来ると思うかも知れませんが、実は太陽電池には蓄える機能はありません。
太陽電池の集合体が屋根に設置されている
太陽光の光のエネルギーを電力に変えるのが「太陽電池」という事は分かり、また太陽電池はセルと呼ばれる小さな一枚のものという事をご説明致しました。
では家庭の屋根に設置されている大きなパネルはどういった構造になっているのでしょうか？
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セルは太陽電池の最小単位だと考えて下さい。
セル一枚の大きさは12cmくらいからととても小さいものですが、これを家庭の屋根にそのまま設置するとかなりの枚数になるのはイメージ出来ます。
しかしそのセルを数十枚組み合わせたものがあり、それを「太陽電池モジュール」もしくは「モジュール」と呼びひとつの太陽電池として利用します。
家庭用の太陽光発電で屋根に設置されている黒っぽいパネルがモジュールで、そのモジュールを必要枚数分屋根に設置しているのを私たちは見ているのです。
その私たちが見ているモジュールが複数枚並んで設置されている形は「アレイ」と呼ばれていて、最初から順番に考えると セル→モジュール→アレイ といった様に太陽電池の集合体と考えてもらえれば良いと思います。
余剰な電力を売る為に売電メーターがある
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太陽電池の集合体であるモジュールを屋根に設置して発電させ、その電力を使用する事で家庭での電力を賄う事が出来る事で石油に頼らず地球に優しいエネルギーを生み出す事が出来るのが太陽光発電となります。
言うまでもなく自力で電力を賄えば電力会社から電気を買う必要もないので、電気料金の節約にも繋がり更に余剰になった電力は電力会社が買い取ってくれます。
この買取制度を「余剰電力買取制度」と言い、決められた単価によって買取を行ってくれますがどれだけの電力を売ったのか？など私たち一般人では当然分かりません。
通常の流れでは電力会社側から電力を買うだけなのですが、太陽光発電を導入すると当然余剰な電力を電力会社に売る為に必要な「売電メーター」と呼ばれる機器を利用します。
この売電メーターは太陽光発電を導入している家庭であれば必ず付いていて、売電メーターで家庭側から電力会社に送った電力量が分かる様になっており、その電力量に応じて電力会社が買取を行っています。
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