太陽の光が電気に変わる仕組み

太陽の光のエネルギーで電気エネルギーをつくる?

夏の暑い日など、屋根や道路が太陽に照らされて熱くなっていませんか。
これは、太陽光のエネルギーが熱エネルギーに変わるからです。
太陽光発電とは、太陽の光エネルギーを太陽電池によって、 熱になる前に、電気エネルギーへと変換する仕組みです。
想像しやすいのはソーラー電卓。明るいところならば、電池がなくても電卓が使えます。
原理は同じです。電卓をもっと効率よく、大がかりなものにして、 ご家庭内の電気製品を動かしてしまおうというのが太陽光発電なのです。

太陽光発電って高いでしょ…
簡単に諦めないでください。
すでに自宅で太陽光発電を使用している方たちが大勢いらっしゃいます。

なんだか難しそう…
いいえ、何も難しいことはありません。
まずは太陽光発電とはどういうものか、興味を持つことからスタートしてみてください。

わかりやすく、イラストで説明してみましょう。

太陽光発電システムの中心になっているのが太陽電池です。
太陽電池は太陽光(エネルギー)を吸収して直接電気に変えるエネルギー変換器。
太陽電池は半導体でできていて、太陽光が半導体にあたると、「+」と「-」が発生します。
この「+」と「-」の発生が、電気をつくりだすための第1段階となります。

太陽電池の半導体は、2種類に分けられています。

「+」と「-」がただ発生しただけでは、まだ電気はつくれません。
たとえば乾電池のように、「+」と「-」を両極に分ける必要があります。
そこで、太陽電池の中の半導体は、あらかじめ「+」が集まる「P型半導体」と、 「-」が集まる「N型半導体」の2種類に分けられています。

「+」と「-」は、別々の半導体に集まります。

「+」は「P型半導体」に、「-」は「N型半導体」に集まります。
この段階で、「+」と「-」が両極にはっきりと分けられ、電池として機能する準備が整います。

2つの分れた「+」と「-」の間に電圧が生まれ、半導体が「電池」になります。

乾電池と同じように、「+」と「-」の間には電圧が発生します。
そして、「+」の電極となった「P型半導体」、「-」の電極となった「N型半導体」に電線をつなげば、 電気を取り出すことができるという仕組みです。

太陽電池は、電気的な性質の異なる2種類(P型、N型)の半導体を重ね合わせた構造をしています。太陽電池に太陽の光が当たると、「-」と「+」が発生し、 「+」はp型半導体へ、「-」はn型半導体へ引き寄せられます。
このため、表面と裏面につけた電極に電球やモータのような負荷をつなぐと、電流が流れ出します。

発電量はどれくらい?

年間消費電力の9~7割の能力が、選定の目安になります。
発電量はシステムの条件によって大きく変わってきます。下記がその条件項目です。
これらは販売施工会社による現地調査時にも十分に確認しておきたいポイントです。

  • ソーラーパネルの設置枚数
  • ソーラーパネルの性能(光エネルギーの変換効率)
  • ソーラーパネルの設置場所(設置の角度や方角)
  • 設置するエリア(地域)
  • 気候(天気と気温と季節)
全国発電量の目安マップ

電気を自宅でつくる事が出来るのはわかったけれど、
電気をつくりすぎて余ったらどうなるの…
→では、第3回でもう少し説明していきます。

VIS君

最近、その名の通り、「再生」が「可能」なエネルギー【再生可能エネルギー】という言葉をよく耳にします。
一方で石油や天然ガスなど化石燃料や、原子力発電の燃料であるウランなど、量が決まっていて再生不可能なエネルギーは、【枯渇性エネルギー】と呼ばれます。
地球温暖化を回避するためにも、CO2の排出量が少ない再生可能エネルギーの研究、開発が日夜行われています。
しかし、どんなに「再生」が「可能」といっても、何も気にせず電力を使い続ければ、決して足りる量ではありません。
再生可能エネルギーの発展を期待しながら、私たち自身も節電への意識を高めていかないといけないということです。

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