太陽光発電について
☆太陽光発電とは？
世界が「太陽光発電」に注目しています。
太陽光発電とは、無尽蔵に地球に降り注ぐ太陽の光を、太陽電池というパネルを使って電気に変換するシステムです。この発電方法は、二酸化炭素をほとんど排出しない夢のようなシステムです。そして、自宅で発電した余剰電気を電力会社に買い取ってもらえる家計にも優しいシステムです。
☆いま、どうしてエネルギーなのでしょう？
何気なくパチッとスイッチを押せば、いつでも電気がパッと点く。口に入れるものは遠くから運ばれてくるし、愛用のパソコンもどこか遠くの工場で作られている。よーく考えてみると、身の回りにあるモノや当たり前になっている生活のあれこれは、エネルギーがなければ成り立たないものばかりです。生活を豊かにしてくれるそのエネルギーについてちょっと立ち止まって考えてみましょう。
☆地球のエネルギー事情はどうなっているの？
エネルギーが市民権を得たのは産業革命以降のことです。世界中でモノが作られ、モノを大量生産するための大型工場が林立し経済的な生活水準を上げていきました。当たり前のことなのですが、暮らしが豊かで便利になればなるほどエネルギーの消費量は多くなっていきます。
火力、水力そして原子力発電等々、さまざまな方法でエネルギーは生み出されていますが、そのほとんどは化石燃料である石炭・石油・天然ガスに依存しています。それらをエネルギーに変換する過程で二酸化炭素が排出されます。そして地球温暖化へと突き進んでいくことになったのです。
☆クリーンエネルギーへの転換という選択
最終エネルギーすなわち産業や生活活動に消費するエネルギーは顕著に増え続けています。温暖化阻止のための二酸化炭素削減のルール作りをしようにも、各国の思惑が入り乱れ一筋縄ではいきません。そんな状況の中、先進諸国内で市民権を得たのが「省エネ」「クリーンエネルギー」です。
☆無尽蔵の太陽光エネルギーを利用する！
太陽から地球へ降り注ぐ光のエネルギー全てを電気に変える事が出来れば、たった1時間の日射量で全人類が消費する1年間のエネルギーをまかなえます。
そのうえ、太陽光エネルギーは、お日様が輝いている限り途絶えることはないのです。太陽の寿命はあと50億年と推測されますので、事実上そのエネルギーは無尽蔵といってもいいでしょう。太陽からの光のエネルギーを電気に変えるのが「太陽光発電」です。世界各国では無限とも言ってよい太陽光を利用した発電の普及が爆発的に進んでいます。
☆自宅で発電し、電気を売る時代がやってきた
普及の背景にあるのが「個人宅で発電した電気を電力会社が買い取る」という「電気の買い取り制度」があります。この制度を使うと、一般住宅に設置した太陽電池を使って発電した電気を電力会社に売れます。電力会社の売電価格のほぼ２倍に相当する50円前後の売価を義務付け、それを向こう10年にわたって固定しています。この新制度に政府や各自治体が実施している補助金（設置時に設備の規模に応じて支給される）を合わせれば、設置にかかわる総費用も早い段階で元が取れる計算となります。
☆10センチ四方の小さな板が、システムの中心
「太陽電池」は乾電池のような“電気のため池”ではなく“発電装置”です。
この太陽光発電システムは、五つのパーツで構成されています。
- 太陽電池パネル・・・システムの中核、パネル１枚を「モジュール」と言い、家庭に設置する場合は、このモジュール単位。モジュールの中に、10センチ四方、厚さ数ミリ小さな板「セル」が数10枚並んでいる。これが太陽電池本体です。
- インバータ・・・太陽電池で発電する電流は直流。これを交流に変える。
- 分電盤・・・家庭で使用する分と電線へと流す分とを仕分けする
- 買電メーター
- 売電メーター・・・いずれも料金計算
☆太陽光発電の特徴は？
太陽光発電の最大の特徴はそのエネルギーが無尽蔵にあることです。しかも屋根の上で発電した量の90％が家庭内で使われるため、従来の発電方法のリスクである発電の際の排熱や送電ロスが軽減されます。何よりも、一度設置してしまえば燃料を加える必要はなくメンテナンスもほとんど不要です。
しかし、太陽光発電の電力だけで生活するのは難しいのが現実です。天候によって大きく発電量は変化し夜間は発電しません。
今後、効率の良い蓄電池の開発が求められる一方、社会全体で電力をコンピューターにより有効活用する「スマートグリッド」といわれるシステムの充実が急務です。
☆ゴビ砂漠の半分を太陽光電池でおおえば、全世界の電力を賄える
夢物語かも知れませんが、砂漠の４％ほどの面積に太陽光発電所を作れば天候や夜間の問題を考えることなく、半永久的なエネルギーを手に入れることが可能になります。
例えば、規模な太陽光発電所を砂漠に分散配置し、世界の都市を電気抵抗ゼロの超伝導ケーブルで結び、昼の世界から夜の世界に電気を送りこむことで“夜間の死角”を補えるのです。
☆様々な太陽電池
(参考) 2009年9月号Newtonより抜粋
- 「薄膜シリコン太陽電池」シリコンの厚さを極限まで薄くし、省シリコンでコスト低下も実現。布のように曲がるタイプ、一枚乗せるて複数のセルを切り分けるタイプ、そしてシースルータイプも開発されている。
- シリコンなしでつくる「化合物系太陽電池」人工衛星の太陽電池として活躍。高価な元素を使えば、高変換効率も可能。
- カラフルな「色素増感太陽感電池」実用秒読み段階の新型、インテリアにも使え、室内の電化製品に最適
- 印刷機で大量生産を目指す「有機薄膜太陽電池」価格破壊を狙う次世代の太陽電池で色素増感型よりもさらに低価格で販売される可能性あり。シリコンなどの無機物のかわりに、プラスチックの原材料にも使われる有機物を使うため、印刷機で大規模大量生産が可能と期待されている。
- 異種太陽電池の組み合わせ「タンデム構造」で変換効率を底上げ。呼吸できる光の波長隊が広くなり、変換効率の上昇を図る。