エネルギー
 

高効率太陽光発電とは

コウコウリツタイヨウコウハツデン

ITenergy(アイテナジー)研究会
2012/12/19 00:00
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 太陽光発電とは、太陽の光を電気エネルギーに変換して、電力として取り出すものである。基本的な原理は、PN接合した半導体に光が照射されると電圧が発生する物理現象を利用して電流を取り出す。正確な定義は「JIS C 8960 太陽光発電用語」で規定されており、「太陽光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電方式。光起電力効果を利用した太陽電池を用いるのが一般的」と記されている。

 2012年現在、一般的なシリコン結晶の太陽電池は、市販製品で最高20%の変換効率を有しており、この変換効率を上げるために、さまざまな研究開発が行われている。NEDO(独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構)では、「革新的太陽光発電技術研究開発」を2008年度~2014年度の期間で実施しており、「新材料・新構造等を利用して『変換効率40%超』かつ『発電コストが汎用電力料金並み(7円/kWh)』の達成へのアプローチを探索し、可能性を実証することを目標にした研究開発を行う」ことを掲げている。

 太陽電池の変換効率とは、入力する太陽光のエネルギーに対して、どの程度の電気エネルギーとして取り出すことができるかを示すものであり、以下の式で定義される。

変換効率(%) = 出力電気エネルギー(W) ÷ 太陽光エネルギー(W) × 100

 なお、太陽光発電の変換効率測定方法は規格化されており(JIS C 8910~8919など)、測定時の温度、光の強度、太陽光を模擬した光の波長成分などを揃え、世界共通の測定条件となるように定められている。

 太陽電池の変換効率が上がると、どのような良いことがあるのだろうか。太陽光発電の発電量は、太陽電池パネルの面積、日照時間、変換効率に比例する。したがって、一軒家の屋根などのように設置面積が限られている場所では、効率の向上は発電量の増加につながる。しかし、太陽光パネルの価格が高ければ、「設置面積あたりの発電量」は良くても、「投資額当たりの発電量」で不利になる場合もある。

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