産業用製品
住宅用製品
ニュース
お役立ち情報

知っておきたいソーラーパネルの仕組み

お役立ちコラム
COLUMN

太陽光発電 太陽光発電とは

知っておきたいソーラーパネルの仕組み

これからは自家消費時代

【法人向け】自家消費型太陽光発電の専用サイトのご紹介はコチラ >> これからは自家消費時代

【ご家庭向け】自家消費型太陽光発電の専用サイトのご紹介はコチラ >>

ソーラーパネルに太陽光が当たれば発電するのは知っていても、その仕組みはわからない人も少なくないでしょう。ソーラーパネルから電気が作られる仕組みを理解できれば、パネルを設置する時にどのようなことに気を付けたら良いかもわかりやすくなります。太陽光を十分に活用して、少しでも売電収入のアップや電気代の削減を行いましょう。

ソーラーパネルの仕組みは?

太陽光発電では、ソーラーパネルが太陽の光を受けることで電気が発生します。これは「光電効果」と呼ばれる仕組みです。世界にある物質の最小単位は原子で、原子核の周りを電子が回っているという構造をしています。そこに光(光子)が当たると、光のエネルギーで原子核と電子のつながりが切れて、電子が外に飛び出してくるのです。光電効果はソーラーパネルでなくても起こりますが、そのような場合、発生する電子の量はわずかで、しかも電子は外に飛び出すと、すぐにどこかへ行ってしまいます。

また波長の長い、弱い光エネルギーだと光電効果は起こりません。そこで、できるだけさまざまな波長の光を利用して光電効果を起こさせ、そこからできた電子を飛ばさずに電気として利用するために、太陽光発電の太陽電池はシリコンなどの半導体を使用して作られています。半導体は、強い短い波長の光より、少し弱い光でも光電効果を起こさせることができ、発生した電子を特定の方向に流します。そのため電子を電気として使うことができるようになるのです。その太陽電池を、風雪などの自然環境で傷まないように保護する素材で包み、板状にしたものがソーラーパネルです。

発電量を左右するのはソーラーパネルのどの部分?

ソーラーパネルの性能は、変換効率で表されます。変換効率とは、太陽光をどれくらいの割合で電気に変えられるかという数値で、「光電変換効率」のことです。変換効率が20%だと、太陽光100%のうちの2割を電気に変換できるというわけです。変換効率が高いほど発電できる電気量は多くなるので、ソーラーパネルを選ぶ時には重要な部分になります。

変換効率には、セル変換効率とモジュール変換効率があります。セル変換効率は、太陽電池ひとつ(セル)当たりの効率で、モジュール変換効率はソーラーパネル(モジュール)1平方メートル当たりの効率の数値です。一般的には、モジュール変換効率の数値はセル変換効率よりも低くなります。太陽電池同士はソーラーパネル内で配線によりつながっていますが、そのセルとセルの間にはわずかな隙間があり、その部分は当然発電しません。また電気が配線を流れる間に電気抵抗などの理由で、減少もします。

そのため、モジュール変換効率の数値のほうが、実際にソーラーパネルを設置した時の数値により近いのです。ソーラーパネルの変換効率は、大体モジュール変換効率で表記されています。しかし中にはセル変換効率で書いているメーカーもあるため、きちんと確認することが大切です。

ソーラーパネルの発電効率を最もよくする方法とは?

発電効率の高いソーラーパネルを購入しても、設置の仕方が悪ければそれを生かすことができません。発電効率は、条件の良い状態で太陽光を電気に変換できる割合なので、十分な太陽光を受けなければその性能を発揮しないのです。設置の際には、陰になることが少なく、長時間日光が当たり続けるポイントを選択します。また、太陽電池は、波長が長く弱い光エネルギーでは発電しにくくなるため、設置角度も考えなければなりません。太陽に対してパネルが正面を向いた状態が、光エネルギーを受けられる最適な設置角度ですが、太陽は時間によって位置を変えます。季節や、建物のある場所によっても変わります。

高緯度の北海道と低緯度の沖縄では、ソーラーパネルの設置角度を同じにした場合、発電量に差が出るのです。ソーラーパネルを太陽の向きに合わせて動かすのは難しいため、パネルは一度設置すると、その状態で固定されます。そこで場所や年間を通した太陽の動きを考えて設置することが、太陽光を最大限に有効活用するためのコツです。太陽光をしっかりパネルに受ける設置の仕方ができるのであれば、光を受けるのに有利である南向きのスペースがなかったとしても、コスト的には損はしない発電量を入手できるようになります。

これからは自家消費時代

【法人向け】自家消費型太陽光発電の専用サイトのご紹介はコチラ >> これからは自家消費時代

【ご家庭向け】自家消費型太陽光発電の専用サイトのご紹介はコチラ >>

お問い合わせはこちら
03-4577-9001(土日祝除く 9:00〜18:00)