太陽光発電のしくみとは

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太陽電池セル(半導体)に太陽光があたると、太陽電池の中に電子(-の電気的性質をもつ)と、正孔(+の電気的性質をもつ)が発生し、電子(-)はn型側に、正孔(+)はp型側に引き寄せられます。そこで、この両極板をつなぐと、電力を取り出すことができます。
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太陽光発電システムとは、住宅の屋根に太陽電池モジュールを設置し、そこで発電させた直流電力を、交流に変換させて家庭内で使用できる電気をつくり、電力会社からの電力使用量を減らすシステムです。
 日射量の多い晴天日の昼間には、太陽光発電システムの発電量は家庭内での消費量を上回るため、余った電力は自動的に電力会社に売却します。逆に、日射量の少ない朝夕や曇天日、日射量がゼロに近い雨天や夜間には、太陽光発電システムでの発電量では家庭内での使用量をまかなえないため、不足分は電力会社の電気を購入します。さらに、停電時などは、日射さえあれば非常用電源として使うことができます。
 また、太陽光発電システムは、二酸化炭素など環境に悪影響を及ぼす物質を一切出さないクリーンな発電方法のため、環境への貢献も期待できます。


太陽光発電量と消費電力量の推移(イメージ図)
(晴れた日)
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曇りや雨の日は、発電量が少なくなるため、売る電気の量は減り、太陽光発電でまかなえない場合は、電力会社から買うことになります。

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(雨の日)
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発電量は、太陽電池モジュールの変換効率(*)や表面温度の他、日射量や設置方位等、様々な設置条件に影響を受けます。
 日本の平均的な環境での発電量は、太陽電池モジュール1kWあたり、1年間に1,000kWh程度です。ただし、地域や年(日射量等の違い)によって、±3割のバラツキがあります。仮に、一般家庭の年間電力使用量を4,500kWhとすると、4.5kWの太陽光発電システムで、使用電力に匹敵する電力を発電することができる計算になります。
 通常、蓄電機能はなく、夜間や雨天時にはほとんど発電できないため、実際にはすべての電力を太陽光発電でまかなうことはできませんが、太陽光で発電した電気のうち、日中に使用しなかった電力は、電力会社に売ることができます。11月からは、売電価格が現在の電気代(買電価格)の約2倍の48円(1kWhあたり)となったため、昼間の電気使用量を抑え、売電量を増やすと経済メリットは大きくなります。

*変換効率… 太陽電池モジュールに当たった光エネルギーの最大何パーセントを直流電力に変換できるかの数値。当社太陽電池モジュールの変換効率は14.2%です。
img04_2.gif の計算式を用いて算出しています。

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