太陽光発電とは？

　太陽光発電とは、その名前の通り、太陽光のエネルギーで発電するシステムです。

　発電するのは、太陽電池（セル）とよばれる部分です。太陽電池は、一般的には、シリコン（ケイ素）という半導体が材料となっています。このシリコンには、ｎ型とｐ型の２種類があります。これは、シリコンの中に含まれる微量な他の元素の違いによります。

ｎ型はマイナスの電気を帯びる性質があり、一方ｐ型はプラスの電気を帯びる性質があります。そのため、この２種類のシリコンを貼りあわせると、電位差が生じます。そして、貼り合わせたシリコンに光を当てると、光のエネルギーによってｐ型のシリコンからｎ型のシリコンに、マイナスの電気を持った電子が移動します。この電子がさらに、導線を伝って流れていくことで、発電ができるというしくみです。
太陽光の持つエネルギーのうち、およそ10～16％程度が、電気のエネルギーになります。つまり、エネルギー効率が10～16％だということです。この効率の向上が、課題となっています。

太陽電池は、乾電池などと異なり、電気を蓄えているわけではありません。しかし、電位差が生じて直流の電気が流れるしくみは、乾電池や蓄電池と同じです。

燃料電池も、電気を蓄えているわけではなく、酸素と水素の反応で直流の電気ができるので、その点では、太陽電池とともに、一般的な電池のイメージと異なる点が、共通しています。

　太陽光発電とよく似た名称では、太陽熱発電というものがあります。こちらは、太陽の熱で水や沸騰しやすい液体を加熱し、蒸気タービンを回すというしくみです。原理としては、火力発電の燃料を太陽熱に置き換えたものだと考えていいでしょう。広い場所が必要なので、熱帯・亜熱帯の砂漠の地域に適した発電方法であり、日本国内ではあまり適した発電ではありません。

　太陽光発電と混同しやすいものとしては、太陽熱温水器、あるいはソーラーシステムがあります。太陽熱温水器は電気をつくりません。太陽の熱を集めるパネルを屋根などに設置し、お湯をつくるシステムです。太陽熱温水器の場合、水を直接屋根に送り、お湯にしています。一方、ソーラーシステムでは、熱を伝える液体を屋根で温め、地上に設置したタンクで水を温めるしくみです。ソーラーシステムの方が高価ですが、性能も優れています。ソーラーシステムを暖房に使うこともできます。

　エネルギー効率の点では、太陽熱温水器は太陽光発電よりも高く、50％程度となっています。これは、太陽の熱のエネルギーのうち約半分がお湯をつくるのに使われているということです。
　ただし、エネルギーを熱としてしか使えないのが欠点です。

　屋根の面積が十分ではない住宅では、太陽光発電ではなく太陽熱温水器を推奨する、販売・設置業者もいます。

　最近では、太陽熱温水器の上に太陽光発電を設置した、ハイブリッド型のシステムも登場しています。太陽光発電は温度が低い方が発電効率が高いのですが、ハイブリッドシステムでは太陽電池が水で冷やされるため、発電効率が向上することが期待できます。

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