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太陽光発電に欠かせないソーラーパネル

ソーラーパネルは一般に、ひとつひとつは小さな太陽電池を複数集めて、何らかの枠・構造体に入れてパネル状にしたものである。枠はアルミが用いられることが多い。

 また、2枚のガラスの間にセルを挟みこみ、建材一体型として使用するケースもある。

ソーラーパネルで太陽光をエネルギーにかえる仕組み

「太陽電池」は、「電池」と付いていますが、電力を蓄える装置ではなく、太陽の光エネルギーを直接電力に変換する「発電機」の役割をはたします。

太陽から地上に降り注ぐ「光エネルギー」が「太陽電池」に当たると、「光起電力効果(ひかりきでんりょくこうか)」とか「光電効果(こうでんこうか)」と呼ばれる現象が起こります。
光が照射されることで、太陽電池を構成している半導体の電子が動き、電気が起きるのです。

こんなにもある!ソーラーパネルの種類

太陽光パネルを大きく分類すると「シリコン系」「化合物系」「有機物系」となり、この中でも特にシリコン系の太陽光パネルは世界中で広く普及されています。しかし最近では、より軽量化と高効率化を実現しようと研究開発が進められ、化合物系や有機物系、それらを組み合わせて構成したハイブリッド型の太陽光パネルも販売されるようになりました。

・シリコン系

シリコン系の中でも、主にインゴット(シリコンの塊)をウェハーに切り出す方法で作られるのが結晶シリコン系太陽電池。インゴットの生成において単結晶は時間をかけて結晶を成長させて作られ、結晶軸の方向が揃った均質な見た目が特徴です。多結晶は結晶軸の方向が揃っていないため、細かい結晶がバラバラと集まっている様子が見た目にも確認できます。

・化合物系

シリコン以外の物質を組み合わせてできる太陽電池を化合物系太陽電池と呼びます。

市販品に限定しなければ、世界で最高水準の変換効率をもつ太陽電池は、化合物系の太陽電池なのです。元素の組み合わせで高い変換効率を生み出すことが可能です。ただし、実用化されている化合物系太陽電池の変換効率は、それほど高くありません。アモルファスシリコン太陽電池を同程度です。

・有機物系

有機薄膜太陽電池のメリットは軽量でさまざまな形にフレキシブルに変化できるというものです。基板として硬さのある厚みのプラスチックなどに塗らなければ、布のように折り曲げたりすることが可能です。そのため丸みのある屋根の形状に合わせて有機薄膜太陽電池を張り付けたり、軽いという点から自動車の屋根にも載せることができます。
また結晶シリコン型の太陽電池モジュールに比べて、製造コストが安いというメリットもあります。

薄型まで登場?最新のソーラーパネル技術

現行の太陽光発電に使われているパネルは、シリコンや無機化合物を原料としているため製造するためのコストが高く、更に設置には広い平地のような広い場所が必要でした。

この問題を解決し、狭い都市部にも導入を容易にするため今研究が進められているのが「有機薄膜型太陽電池」です。

有機薄膜型太陽電池は、発電するパネルに有機化合物による有機薄膜を使用している為、製造コストが従来のシリコンや無機化合物よりも遥かに低く生産することができます

寿命が変わる!ソーラーパネルのメンテナンス

ソーラーパネルをお得に使うためにはまず発電効率を下げないことが大切です。そのためにはメンテナンスをきちんと行う必要があります。そこで気になるメンテナンスの費用ですが1回1万円から2万円となっています。メーカーによっては無償となっていることもあるようです。

さらにソーラーパネルの寿命を20年とした想定修理費用はおおよそ11万円となります。これは10年の保証期間中の修理費を無償としてその後のパワコンの交換や計器の修理費などを考えた金額です。

まとめ

現在は使用されているソーラーパネルのほとんどがシリコン系となっています。なので、まだまだ設置コストが高いです。
これからソーラパネルの開発が進んでいけば、今よりもっと太陽光発電が普及していくでしょう。
使用する地域によってソーラーパネルの耐久性は変化するので、海の近くなどのお家には設置しないほうがいいでしょう。

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