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太陽光発電の仕組み

太陽光発電の導入への投資が儲かるかを考える中で、
「太陽光発電の仕組み」と言った場合、
その意味は大きく3つに分かれます。

 

その3つとは、

 

・太陽電池(太陽光パネル)の発電の仕組み
・太陽光発電システムの仕組み
・太陽光発電での売電の仕組み

 

で、この3つは三層構造のようになっています。

 

太陽光から電気を生み出す太陽電池の仕組みがあって、
その太陽電池から実際に家庭で使える電気を取り出す
太陽光発電システムの仕組みがあり、
その電気を売って儲けを生み出す売電の仕組みがある。

 

ご自身が太陽光発電を導入した場合に儲かるか、
収支がプラスになるかどうかを判断するためには、
ある程度知っておくべき知識になりますので、
ここで順に説明していきます。

太陽電池(太陽光パネル)の発電の仕組み

売電は発電した電気を売って利益を得るわけですから、
その発電量は売電が儲かるかどうかに直結します。

 

そして太陽光発電で生み出される電気の量は、
様々な条件によって変化します。

 

その条件は、太陽電池の材質や面積など
太陽電池側の条件もありますし、
天候や時間帯など太陽光側の条件もあります。

 

ここでは太陽電池の仕組みや性質と共に、
発電量に関わる条件について、
これもまた大きく3つに分けて説明していきます。

 

 

まずは「太陽電池の材質」です。

 

太陽電池は、電気的に性質の異なる複数の物質を
重ね合わせた構造をしています。

 

ここに太陽の光エネルギーが当たると、
それぞれの物質の性質に従って電子に動きが生じ、
そこから電気エネルギーが取り出される、
というのが太陽電池の仕組みです。

 

太陽電池は使われる物質によって、
「シリコン系」「化合物系」「有機系」と、
大きく3種類
に分けられます>が、
生産コストや発電効率などで、
それぞれに特徴があります。

 

メーカーや商品によって
どの種類の太陽電池を扱っているかは違いますが、
現在、最も普及しているのはシリコン系太陽電池で、
世界のシェアの約8割を占めています。

 

 

次に「太陽電池の面積」です。

 

そしてこの太陽電池の基本単位一個を「セル」と呼び、
この「セル」を複数配列して屋外設置できるよう、
強化ガラスや樹脂などで保護して板状にしたものを
「太陽光パネル」や「太陽光モジュール」と言います。

 

ちなみに、この「太陽光パネル(モジュール)」を
複数接続したものを「アレイ」や「ストリングス」
と、呼んだりします。

 

この太陽光パネルの枚数を多く、
面積を広く設置できる方が受け取れる太陽光の量も多く、
発電量も大きくなります。

 

 

最後に「太陽光の量」です。

 

ものすごく当たり前の事を言いますが、太陽電池は、
光が当たっている間しか電気を生み出せませんし、
太陽電池に当たる光の量によって発電量が変わります。

 

そして光の量はさまざまな条件によって変化します。

 

天候や時間帯はもちろんの事、その土地の気候や地形、
太陽電池が設置された方角や向き、屋根の形状や、
周りの建物の影など、色んな要素が影響してきます。

 

 

そして、これら三つの要素が関係し合って、
実際の発電効率が決まります。

 

太陽光パネルの材質によって、
気温の変化に対する発電量の安定性や、
低照度での発電力に違いがあったりなど、
太陽光を含む環境に対する特性が違います。

 

また、同じ発電量をもたらすのに必要な面積が
材質によって違ったりもして、
これら三つの要素は複雑に絡み合っています。

 

太陽光発電が儲かるかどうかを判断する為には、
ご自身でその全てを理解して
計算ができる必要はないと思いますが、
そういう事を親身に考えてくれる設置業者を
慎重に選んでいく心がけは必要になるでしょう。

太陽光発電システムの仕組み

太陽光パネルで発電される電力は直流電力の為、
そのままでは家庭用などの電力として
使用する事はできません。

 

また、当たり前ですが光が無いと発電しませんし、
太陽電池自体には蓄電能力も無いため、
電力供給の安定性に欠けます。

 

その為、太陽光パネルで発電された直流電力を、
実際に使える交流電力に変換したり、
太陽光パネルが発電しない時に、
電力会社からの電力供給に切り替える仕組みなどが
必要となります。

 

これが太陽光発電システムです。

 

住宅用と産業用では
規模や用途の関係で多少構成は違いますが、
ほぼ同じような形になっています。

 

まず住宅用太陽光発電システムの場合、
太陽光を受けて発電する太陽電池があり、
複数の太陽電池で生み出された直流電量を
接続箱によって一本に束ねて、
パワーコンディショナへ送り交流電力に変換します。

 

パワーコンディショナで変換された交流電力は、
電力会社の供給する電力と同じように、
実際に家電製品などで使う事ができるものですから、
その電力を分電盤で家の配線に分けます。

 

分電盤は太陽光発電からの電力を家の配線に送る一方、
太陽光からの発電が無い時に電力会社からの
電力供給に切り替えたり、
逆に太陽光発電からの電力が余っているときには、
電力会社へ電力を送って売電する
働きもあります。

 

分電盤の働きによって、
電力会社から購入した電力や、売電した電力は、
電力量計で計量できる
ようになっています。

 

産業用太陽光発電の場合も、ほぼ同じ構成ですが、
住宅用太陽光発電の構成に加えて、
大規模システムの場合は
複数のパワーコンディショナが必要になったり、
非常用電力用の蓄電池があったり、日射量を測る日射計、
気温を測る気温計などが加わったりします。

 

太陽光発電が儲かるかどうかを考える上では、
主にこれら太陽光発電システム全体の設置コストや
実発電量が大きく影響してきます。

 

投資コストを回収してからが利益になりますので、
なるべく安価に、かつ高い品質で、
太陽光発電システムを設置し、
メンテナンスしてくれる業者を選ぶ必要があります。

太陽光発電での売電の仕組み

売電の仕組みは太陽光発電が儲かるかどうかに
直接関わってくる部分ですが、
詳しくは別の記事にまとめていますので、
そちらをご覧いただければと思います。

 

よくわかる太陽光発電の売電価格

 

ここで簡単にポイントだけで説明しておきますと、
まず、売電価格は「固定価格買取制度」というもので
一般的な電気代よりも割高に設定されている事が一つ。

 

そして、売電価格は年々下がっていますが、
一度設置すると設置した年度の売電価格で
10年間、あるいは20年間固定
になるという事。

 

最後に、この制度はあと数年のうちに
廃止される
事が決まっており、
発電した電力を割高に買い取ってもらえるのは、
今のうちだけである、という事です。

 

つまり、太陽光発電が儲かるかどうかには、
売電価格の影響が大きく、
その導入が早ければ早いほど有利である。
という事が言えます。

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