太陽光発電で電気が生まれる仕組み

近年、クリーンなエネルギー開発に注目が集まっています。そのなかでも特に人気で身近ともいえるのがが「太陽光発電」です。

太陽光発電とは具体的にどういったものなのか、どういう機器を利用して発電を行うのか、その仕組みや契約のあり方はどうなのか。今回は太陽光発電について詳しくご紹介していきます。

太陽光発電に必要な機器の構成

産業用太陽光発電とは10kW以上の設置が必要になります。また、固定価格買取制度により全量買取が可能です。全量買取は自分が消費する電力を従来通り電力会社から買い、発電した電気は電力会社へ売ることです。

その中で、10kW以上50kW未満であれば低圧太陽光発電システムが使用できます。そのため、高圧とは異なり、専門的で高価な機器を導入する必要が少ないことから、機器にかかる費用が抑えられるのです。

・太陽光発電モジュール
太陽光発電のメインとなる機器です。全量買取対象の土地に設置して太陽の光を受け、その光エネルギーを電力に変換する装置です。太陽光パネル、太陽電池モジュールなどとも呼ばれます。

・パワーコンディショナー
パワーコンディショナーは太陽光パネルで発電された電力を実際に使用できるように交流電力に変換する機器です。この装置によって交流電流に変換されなければ、いくら発電しても電気として使用することができません。

・データ収集用PC
気温や天気などから西大寺の電力や電流の情報や交流電源のデータを把握することができます。

・電力モニタ
現在どのくらい発電しているかなどがわかるモニタです。この装置はあってもなくても問題ありません。

太陽光発電で光が電気に変わる仕組みは？

太陽光発電とは、太陽光パネルから受けた光エネルギーを電気エネルギーに変換して使用する発電方法をいいます。太陽光パネル内には太陽電池（シリコン半導体）があり、この太陽電池に光が当たると電力が発生します。

太陽電池に太陽の光が当たるとプラス電気とマイナス電気が発生します。しかし、プラス電気とマイナス電気が発生しただけでは電力として使えません。乾電池がそうであるように電圧はプラス電気とマイナス電気が両極に分かれたときに発生するので、太陽電池の中にはあらかじめプラス電気が集まるP型半導体と、マイナス電気が集まるN型半導体が組み込まれています。光エネルギーから発生した電気がそれぞれ両極に分かれ、プラス電極となったP型半導体とマイナス電極となったN型半導体に電線をつなげば「電力」として利用できるようになります。

「系統連系システム」と「独立電源システム」の電力供給について

太陽光パネルで生じた電気を一般家庭や商業施設で利用するにはあらかじめ電力会社と契約を結ばなければなりません。電気の供給と利用の方法は「系統連系システム」と「独立電源システム」の二つがあります。

系統連系システムとは、日中発電した電気を利用するなど、発電電気が利用電気を上回って余剰電気となった場合に電気を買い取ってもらうシステムのことをいいます。電力会社に電気を買い取ってもらうことを「売電」といいます。もしも太陽光発電の電力だけでは足りなくなってしまったときは、足りない分の電力を電気会社から供給してもらうこともできます。この場合電気を買うので「買電」といいます。

独立電源システムとは、電力会社からの供給から切り離された（独立した）電源システムのことをいいます。主に電線を引くのが難しい地域、山奥、山小屋、離島などで利用されます。近年は災害時の非常用電源としても注目されています。電力会社から電気が供給される形ではないので、太陽光パネルで集めた電気を蓄電池に貯め、電気を使いたいときに使いたい分だけ利用します。系統連系システムと比べるとより節電が志向された使い方といえるでしょう。

まとめ

東日本大震災を機に再生可能エネルギーのひとつとして、太陽光発電は今まで以上に注目を集めています。現在の日本のエネルギー自給率は10％未満です。しかし、再生可能エネルギーの中で暮らしているため資源は豊富にあります。
これらの資源をうまく利用していくことで万が一の際にも困ることなく生活を行っていけるかもしれません。今後より一層重要とされていく太陽光発電について導入の検討をしていくことは将来役立つものになるでしょう。