わたしたちは、毎日の生活で、いろいろなエネルギーを利用します。
そのエネルギー源の大部分を化石燃料に依存しています。
しかし、今、資源の枯渇、地球環境の汚染等が大きな問題となっています。
この問題に対する回答が、太陽光発電に代表される、自然再生エネルギーです。
太陽光発電とは、半導体の持つ光電効果という現象を利用して、光エネルギーを高い効率で、直接電気エネルギーに変換する光電池の事をいいます。

 

標準的な一般家庭(夫婦、子二人)に必要な電力供給用として、例えば4.0KWの容量の太陽電池を屋根に載せたとします。

一年間で、1,003リットル、約ドラム缶５本分を削減できます。CO２は、1,390kg…(日本人一人当たり、生活からのCO２排出量2,375gです)・・・約5.8人分の削減になります。
CO２削減能力の森林面積は、3,８９１．３㎡。ご自宅にこの広さの森林を有する事と同じになります。

上田市4.0KWシステム発電シミュレーション


※一般的なご家庭の消費電力の推測は、そのご家庭の家族構成、中間時間帯(太陽の上がっている時間帯にどの程度在宅しているか？)、また家の構造上の問題、例えば冬季の屋外水道凍結防止箇所の数、家電製品の種類と数等々により、様々で、中々一概に推測が困難です。従って、何年で太陽光発電への初期投資の元が取れるか？という問いにも、概算でしかお応えできないのです。
一般的には、標準家庭(夫婦、子二人)で、4.0kw程度の容量のパネルであれば、７年～１０年で元が取れると言われています。

一口に「太陽電池」と言っても、様々です。
大別して、①シリコン系②化合物系③有機・色素系④その他の4種類です。
現在実用化されているのは、①と②がほとんどです。
住宅用は、①のシリコン結晶系と言われるものが大半で、シリコンは、地球上の元素として酸素の次に豊富(重量比)、資源寿命が豊か、という点、そして岩石や植物の構成要素であるシリコンは、他の材料に比べ圧倒的に安全で人体や環境に有利です。

　

単結晶と多結晶
シリコン系で最もポピュラーなのがこの二つのタイプ。単結晶は、金のインゴットや水晶と同じ、割れ目や切れ目がなく整然と原子が並んでいます。

あるメーカー担当者曰く「単結晶は太陽電池界のベンツ。発電性能、期待寿命全ての点で最も優れた太陽電池。難点は生産にコストがかかる点。単結晶の複雑な製造プロセスを簡略化し、コスト低減化を図ったのが、多結晶。」
小さな単結晶の粒がびっしり固まっているようなものです。単結晶にある様に、種結晶から成長させてインゴットを作る行程がない事と、一枚一枚のセルの大面積化が可能であり、コストの削減が可能なのです。

半導体はシリコン(珪素)で出来ており、これを溶かして結晶化させる事により高純度のシリコンを作ります。このシリコン結晶に不純物としてリン原子を入れるとマイナス電子をもったシリコンが出来ます。これをN型シリコンと言います。不純物としてボロン原子を入れる事でプラス電子をもったP型シリコンになります。
この二つを上下に張り合わせたのが太陽電池です。半導体に光が当たると、内部に電子と正孔が発生します。pn接合部に発生した電子と正孔は、それぞれn層とp層の方向に移動します。電子と正孔が移動した半導体のpn 接合両端には電位差が発生します。両端に負荷を接続すれば電流が流れます。

自宅には、(株)K.I.S製140wのパネルを東南面に１０枚、南西面に20枚載せました。
設置以前の電気代は、おおよそ10,000円～12,000円 。
設置して間がない為、年間データをご提示できないのが残念ですが、お陰さまで、手前味噌ながら充分に満足しています。

期間	電気使用量(KW)	電気料金(円)	売電量(KW)	売電料(円)	差額
1/7～2/3	361	8,078	242	11,616	＋3,529
2/4～3/3	282	6,363	283	13,584	＋7,221
3/4〜4/5	290	6,568	461	22,128	＋15,560
4/6〜5/8	185	4,213	459	22,032	＋17,819
5/9〜6/4	139	3,488	311	14,928	＋11,440

　　
<1> 電気使用量は、今までの平均使用量を大幅に下回りました。
<2> 2か月での売電量は、25,200円になりました。最も太陽光発電での発電量の少ない冬季での売電量です。
自宅内で、自然とエコ意識が芽生え始めました。自ら進んで"付けっ放し"の消灯を心がけるようになり、エアコンも極力控えめ、家電は全て節電モードにしています。