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太陽光発電

たいようこうはつでん

太陽の光で発電する方法。太陽からの赤外線を使った発電の場合は太陽熱発電になる。
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太陽からの太陽電池に当て発電する方式。

概要

半導体の光電効果を利用して発電する方法。以前は太陽光発電をする半導体(太陽電池)が非常に高価であったため、離島の灯台人工衛星、地球の公転軌道の内側へ行く探査機の電源としてのみ用いられていたが、太陽電池の発電効率の上昇により、21世紀に入るころから住宅や工場などの発電設備として普及し始めた。

特徴

発電設備は、太陽光パネルと必要な電圧や周波数に変換するインバータで構成される。必要に応じて蓄電池や電力網に接続するための送電設備と組み合わせられる。

光を受ければ何もしなくとも発電するので、光の当たる場所ならどこにでも設置でき、設置後の費用や手間もほとんどかからない。太陽光パネルは30年以上稼働でき、10~15年程度で寿命を迎えるインバータの更新費用を考慮に入れても、いったん設置すればその後のコストは安い発電システムである。

しかし面積を取る割に発電量が少なく、時間帯や天候に左右される欠点がある。発電量を制御できないため、太陽光発電所から供給される過剰な電力は停電の原因になるとして、電力需要の低い時期は稼働停止(発電した電気を無駄に捨てる)を強いられることもある。また、運用に手間や費用がかからないという長所は、裏返すと地元に雇用が発生しない欠点とも言える。

かつては都市の主力電源を賄う巨大な発電所には向かず、補助電源や分散電源としての利点が大きいと言われていた。しかし、各国での優遇措置を背景に2010年代に急速に普及。さらに大容量のリチウムイオン電池の価格低下で蓄電設備を組み合わせることができるようになり、天候や時間帯による発電量の変化を分散化できるようになった。2010年代末以降に竣工した太陽光発電所の多くは蓄電設備を併設しており、今後は水力発電火力発電と並ぶ主力電源となると期待される(政府は太陽光発電を中心とする再生可能エネルギーを主力電源として位置付けている)。

すでに太陽光発電の補助金は撤廃され、買取価格の優遇措置も徐々に撤廃されつつあるが、投資する側としては大きな利益が見込めるということで各地に巨大な太陽光発電所(メガソーラー)が建設されている。しかし、他に使い道のない荒地や開発が頓挫した造成地の跡地ならばともかく、優良農地や自然豊かな山間部にまで太陽光パネルが敷き詰められるようになり、景観破壊や反射光による公害が各地で問題となっている。

向いている用途と不向きな用途

向いている用途

  • 住宅や工場などの補助電源設備(屋根に設置することで、土地を占有しないで設置可能)
  • 保守の困難又は煩雑な設備用電源
  • 時計や電卓の電源(電池交換の手間が省けるまたは交換周期を長くできる)
  • 街灯や常夜灯の電源(蓄電池と組み合わせる必要がある)
  • 離島など、僻地の発電施設(こちらも蓄電設備と組み合わせるのが望ましい)


不向きな用途

  • 日陰になりやすい場所での発電(山の谷間など)
  • 汚れやすい場所での発電(火山灰が降る地域や砂塵の多い土地など)
  • 日射量の少ない土地での発電


余談

太陽電池の動作原理がICLSIでは逆に厄介者となるので、光センサーや窓付きROM、発光ダイオードなど光を通す必要のある物を除き光が通らないように黒いプラスチックセラミック金属製の入れ物などで封止してある。また、窓付きROMも紫外線によるデータ消去時以外は光を通さないシールで目隠ししてある。(そうしないと強い光が当たったときに誤作動したり、当たる紫外線の波長によってはデータ消失の原因になる。)

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