太陽光発電の仕組み

太陽光発電の仕組みと原理を説明します。
太陽の光エネルギーを受けて太陽電池が発電した直流電力を、
パワーコンディショナにより電力会社と同じ交流電力に変換。
そして家庭内のさまざまな家電製品に電気を供給します。
 
太陽電池は従来から実用化されていて、小さいものでは電卓などにも使われていますが、
半導体と言う物質の性質を利用して光を電気に変えるしくみです。
太陽電池にはシリコン半導体のほかにも色々な結晶や非結晶物質が使われていますが、
太陽光発電の原理を主流であるシリコン太陽電池を例にして見てみましょう。
 
シリコン太陽電池にはp形とn形があり、この2つの結晶の境界をp―n接合と呼びます。
シリコン太陽電池の表面に波長が短い光が当たると、その光はシリコン半導体に吸収され、
p層が+(プラス)、n層がー(マイナス)の電極になり、
この+側と-側をつなぐと電流が流れます。
そして、電流が流れると言うことは電気が発生することなのです。
 
P型 N型
 
この太陽電池をモジュールと言います。
1つのモジュールの大きさは縦横が約1m、厚さが数cm、重さが約10kgで、
この中には10cm四方で厚さが数ミリの「セル」と呼ばれる板が何十枚も並んでいます。
 
こうしてシリコン太陽電池で生み出された電流は直流(プラス側から-側に流れる電流)です。
しかし電力会社から供給される電気は交流ですので、
太陽光発電装置にあるインバーターと呼ばれる装置で直流から交流に変換することで、
電力会社から供給される電気と同じものになります。
 
なお、太陽電池は一般的には太陽光パネル、あるいはモジュールと呼ばれていますが、
単体のモジュールだけでは生み出される電気の量が少ないため、
このモジュールを何枚も直列につなぎ合わせて大量の電流(電気)を作るようにします。
 
こうして出来た交流の電気は、家庭内に取り付けられている分電盤に流れていきますが、
ここでは家庭で使用する電気の量と電力会社に売電する電気の量が仕分けられます。
そして、電力会社から来る電気量を記録する買電メーターと
電力会社に電気を売る売電メーターに接続されます。