太陽光発電の仕組み

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太陽光発電システムを構成する機器と発電の仕組み

太陽光発電システムの仕組み(システム構成機器と発電の仕組み)をご紹介します。

 

システムを構成する機器

太陽光発電システムは次のような7つの装置・機器で構成されます。

 

@太陽電池、A架台、B接続箱、Cパワーコンディショナー(パワコン)、D分電盤、E電力量計(売電メーター・買電メーター)、Fモニターです。

 

@太陽電池(モジュール、太陽光パネル)

太陽電池(太陽光パネル)の1枚全体を正式には「モジュール」といいます。太陽電池は「電池」という文字が付いていますが、乾電池のように電気をためるものではなく発電装置です。

 

一般的に太陽電池とか太陽光パネルと呼ばれるものは、この「モジュール」です。「モジュール」は、だいたい縦横が1m前後、多くは長方形で、厚さは数pです。メーカーによっては小型のタイプや台形タイプもあります。

 

この「モジュール」の中に「セル」と呼ばれるものが数十枚、ブロックのように配列・配線されています。この「セル」が太陽電池の本体です。実際の発電は「セル」が行います。

 

太陽電池は電卓などの用途で実用化が進み、1993年に京セラが日本で初めて一般住宅用太陽光発電システムの販売を開始しました。

 

A架台

架台は、太陽電池を載せて固定するためのものです。架台を屋根に取り付けるには、屋根に金具を取り付け、その上に架台を置くようになります。

 

金具を取り付ける際に施工ミスがあれば雨漏りの原因にもなりますから、こういう点からも施工業者選びは大切です。

 

B接続箱

太陽電池から引き出されたケーブルは1つにまとめられ、パワーコンディショナーに接続されます。その役割を果たす機器が接続箱です。

 

Cパワーコンディショナー(通称パワコン)

パワーコンディショナーは、太陽電池で発電した直流の電気を、家庭で使う交流の電気に変換する機器です。この機能をインバーターといいますが、それを備えているのがパワーコンディショナーです。

 

パワーコンディショナーは、停電時に太陽光発電システムを自立運転させる機能も備えています。

 

D分電盤

パワコンで交流に変換された電気を住宅内に供給する装置が分電盤です。交流電流を各部屋のコンセントに分配します。同時に、余った電気を電力会社に売れるように、電線へ流す分に仕分けする役割も果たします。

 

E電力量計(売電メーター・買電メーター)

電力量計は、電力会社に売った電力量(=売電量)や電力会社から買った電力量(=買電量)を計測するものです。売電メーターと買電メーターがあります。

 

Fモニター

モニターには発電量が表示されます。また、売買電の状況をチェックできるので、節電にも活かせる便利な装置です。

 

発電の仕組み

太陽光発電の仕組みは非常にシンプルです。太陽の光エネルギーを直接、電気エネルギーに変換します。ここで「直接」というのがポイントです。

 

火力発電の場合は、石油やガスを燃やし熱を発生させます。原子力発電の場合は、核分裂させて熱を発生させます。その熱を利用して水を温めて蒸気に変え、その蒸気を利用してタービンを回して発電します。

 

つまり、燃焼や核分裂により得た熱エネルギーを、タービンを回す運動エネルギーにいったん変え、そして電気エネルギーに変えるという2段階のエネルギー変換を行います。

 

それに対して太陽光発電では、タービンは必要ありません。熱エネルギーは太陽光そのものです。ですから、熱を発生させるために石油やガスを燃やしたり、危険な核分裂を起こさせる必要がないのです。

 

火力発電 熱エネルギー ⇒ 運動エネルギー ⇒ 電気エネルギー
太陽光発電 光エネルギー ⇒ 電気エネルギー

 

そのうえ、太陽光は無尽蔵。だからこそ太陽光発電は、環境に優しい自然エネルギー・再生可能エネルギーの「本命」といわれるエネルギーなのです。

 

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