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太陽電池モジュール

太陽光発電システムの中の太陽電池モジュールはどのような機能を持つ機器なのでしょうか?太陽電池モジュールの種類、メリット・デメリットについて解説しています。

太陽電池モジュールとは

太陽電池モジュールは太陽の光を電気エネルギーに変える装置で、太陽光発電システムの中で最も大切な装置です。異なるタイプのシリコン(半導体)を張り合わせ、それぞれに電極を通すことにより電流が生まれる構造になっています(太陽光発電のしくみ)。

太陽電池モジュールは、「太陽電池セル」と呼ばれるタテヨコ約10cmの正方形の太陽電池を直列に並べたものを強化ガラス、アルミフレームや樹脂で保護された1つのユニットの単位です。別名ソーラーパネルとも呼ばれ、太陽電池モジュール単位で販売されていることがほとんどです。

太陽電池モジュールを直列に並べたものを「太陽電池ストリング」、太陽電池ストリングを複数列並べたものを「太陽光アレイ」と呼びます。

太陽電池モジュールの種類

太陽電池モジュールにはさまざまな種類があります。現在最も普及している多結晶型や単結晶型のシリコン系、CISや接合型の化合物系、有機化学型などの有機系の3つに大きく分けられます。

またタイプのよって違う太陽電池モジュールの型が複数あり、発電の変換効率や重さ、コストなどにそれぞれメリットやデメリットがあります。

太陽電池モジュールの種類 変換効率 概要
シリコン系 薄膜シリコン型 8~10% 軽量でガラスに張ることができる
多結晶シリコン型 12~16% 安価で大量生産しやすい
単結晶シリコン型 13~18% 大量生産できないが変換効率が高い
アモルファス
シリコン
9% 製造コストが安いが変換効率が低い
HIT太陽電池 16~19% 結晶とアモルファスシリコンのハイブリッド
暑さにも強いが高コスト
化合物系 CIS/CIGS 9~14% 影や温度による変化に強い
CdTe太陽電池 14% 安価で大量生産できる
GaAs太陽電池 28~44% 宇宙開発用の高性能タイプ
有機系 有機薄膜太陽電池 7~11% 常温で製造できる
色素増感太陽電池 5~11% 低コストで製造できる

太陽電池モジュールの選び方

太陽電池モジュールは種類によって発電の特徴が異なり、また変換効率が高いほど価格が高くなる傾向があります。それぞれのタイプごとにメリット・デメリットがあるため、設置を予定する環境に応じて適切なソーラーパネルを選ぶことが大切です。

例えばHIT型の太陽電池モジュールは、反射を抑えてより多くの太陽の光エネルギーをを太陽電池内に取り込むので、曇りが多い地域や周りを山に囲まれている環境でも効率よく発電できるメリットがあります。

しかし1枚あたりの価格は160,000円(240W)と他のタイプに比べて高いので、1kWあたりの太陽光発電システムの価格が50万円を超えることになり、国からの補助金をもらえなくなるというデメリットもあります。

太陽電池モジュールのまとめ

  • 太陽電池(セル)を並べた1つのユニットで、太陽光発電システムの中で最も大切な機器
  • 太陽電池モジュールには様々な種類があり、それぞれにメリット・デメリットがある
  • 設置予定の環境に合わせて変換効率とコストを見据えて適切な太陽光発電モジュールを選ぶことが大切

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