自然・再生可能エネルギー / 太陽光発電

太陽光発電

太陽光発電（Photovoltaic power generation）は、太陽電池を利用し、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する発電方式であり、ソーラー発電とも呼ばれています。太陽電池に、太陽などの光があたると電気が発生し、太陽電池は、直流の電気を発生させます。それをインバータで、家庭などで使用している交流の電気に変換します。発電した電気が余れば電力会社に電気を売ることができます。

「太陽光発電」は、地球にやさしい無尽蔵のエネルギーです。

日本の太陽電池メーカーは、かつて世界をリードしていましたが、現在は世界の競合企業に大きく水をあけられ、2015年の太陽光発電導入量は、中国が1位で日本が2位。累積設備容量では、初めて中国が1位となり、ドイツは2位に後退し、日本は2014年と同様に3位であった。

太陽光発電システムの種類

太陽光発電システムは、大きく分けて系統連系型と独立型のふたつのシステムがあります。

■ 系統連連系型システム
商用電力系統と連系して電気を売買するシステムです。発電量が不足するときには電力会社から電気を購入し、発電量が余るときには電力会社に買い取って頂くことができます。住宅用太陽光発電システムや公共産業用太陽光発電システムはほとんどこの方式です。

使用例
・家庭用電源
・公共、産業用電源

■ 独立型システム
商用電力系統と完全に分離したシステムで、太陽光で発電した電気だけで運転します。太陽光が少ない曇りの日や夜間にも運転する場合には、蓄電池に電気を貯めておく必要があります。

直流電源システム

・街路灯・時計
・無線機・道路標識

交流電源システム
使用例
・離島や山間部等の
　非電化地域における交流電源

■ 集光型太陽光発電システム（CPVシステム）
集光型太陽光発電システムは、レンズまたは鏡で太陽光を500倍以上に集めて小面積の発電セルに照射する方式を用いた発電システム

また、発電セルの性能を生かすため、日射量が豊富な地域における大規模発電プラント向けに適しており、日照時間が長く、日射量が多いほど高い性能を発揮することが可能。

太陽光発電の特徴

メリット１　機器のメンテナンスはほとんど必要ありません。
メリット２　家庭の屋根や学校の屋上などのスペースを有効に活用できます。
メリット３　山小屋など電気が通っていない地球の独立電源としても有効です。

太陽光発電は従来の集中型電源とは様々な点で異なる特徴を持ち、電源としては、昼間時のみに発電することが最大の特徴である。再生可能エネルギーの一種であり、CO2などの温室効果ガスの排出量削減に貢献し、運転用燃料の調達リスク（コスト）がない。最大の欠点は商用電源として導入コストがまだ比較的高いことであり、価格低減や普及促進の政策を採る国が多い。一般に、下記のような長所や短所があります。

利点・特長

太陽光を利用する再生可能エネルギーであるため、資源をとり尽くす心配がない。
技術的に利用可能な資源量が豊富である。温室効果ガス排出量の削減効果がある。
出力のピークが昼間の電力需要ピークに対応する。エネルギーの自給率を向上させる。
可動部分がないため、基本的にメンテナンスフリーである。
小規模でも効率が低下しないため、任意の規模で利用できる。
運転に燃料を必要としないため、燃料費変動などのリスクを回避できる。
運転時に排気ガスなどの有害物質の排出がない。
需要地に近接して設置でき、送電のコストや損失を低減できる。
建築物の屋根や壁面に設置でき、専用の土地を必要としない。
移設・転売・廃棄・リサイクルなどが容易である。
可搬式または移動体用の電源としても利用できる。冷却水が不要である。
工期が短く、需要量の予測のずれによるリスクを低減できる。
分散型電源のため、災害などの有事における影響範囲を小さく抑えられる。
メンテナンス等に要する時間が少なく、稼働可能率が非常に高い。
個々の所有者の節電意識を高める効果が期待できる。非常用電源として利用できる。
輸出産業として成長が見込める。

欠点・難題

発電電力量当たりでみるとコストが比較的高い。ただしピーク出力当たりで見ると競争力が高くなる。
発電電力が天候に左右される（曇天・雨天時、パネルに積雪した場合は発電量が低下する）。
夜間は発電できない。
設置面積当たりの発電電力量が既存の発電方式に比べ低い。

導入費用が高めな代わりに、昼間の電力需要ピークを緩和し、温暖化ガス排出量を削減できるなどの特長を有する。近年の競争によって性能が向上し、設置や保守が容易である等の利点や産業としての将来性を買われ、需要が拡大しています。

この家の太陽光発電装置は、毎月必要な自宅用の電力以上の余剰電力を作り電力会社に売っている。

2006年にアメリカで「Renewable Energy and Sustainable Design in Buildings」を受賞