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太陽光発電の仕組み

太陽光発電システムはどのような仕組みになっているのでしょうか?どのような方法で太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変えているのでしょうか?

太陽電池の仕組み

太陽光発電システムは太陽電池モジュール(ソーラーパネル)を使って発電を行います。太陽電池モジュールはどのような仕組みで太陽の光エネルギーを電気エネルギーへ変換できるのでしょうか。

ソーラーパネルには「太陽電池(セル)」と呼ばれるものが取り付けられており、この太陽電池に光が当たることにより電気が生まれるように作られており、シリコンなどの半導体で構成されています。

太陽電池の仕組み

太陽電池はn型シリコン(半導体)とp型シリコン(半導体)が合わせた仕組みとなっています。2つの半導体の接合部分に光が当たると、n型シリコンにマイナスの電子が、p型シリコンにプラスの電子が生まれ、それぞれの電子が半導体の表面にある電極に移動します。

この結果としてマイナスの電子が押し出されて回路を回りプラスの電極側へ移る過程で電気エネルギーが作りだされることになります。そのため、太陽光の光エネルギー(日射量)が強いほどたくさんの電気エネルギーが生み出されるというわけです。

太陽光発電システムの仕組み

太陽電池モジュール(ソーラーパネル)で発電した電気エネルギーを自宅で使用するためには、太陽光発電システムの機器一式を揃える必要があります。

①ソーラーパネルで作られた電気エネルギーは、②接続箱を通してまず③パワーコンディショナーへ送られることになります。パワーコンディショナーは太陽電池で作られた「直流電流」を家庭内で使用できる「交流電流」へ変換します。

太陽光発電システムの仕組み

パワーコンディショナーで周波数や電圧も調整し、家庭内の各コンセントとつながっている④分電盤(ブレーカー)を通して各部屋に電気が送られます。現在どの程度の発電を行っているか⑤モニターを通して随時チェックすることができます。

そして、余った電気エネルギーは⑥電力計(メーター)を通して電力会社に売電されることになります。太陽光発電システムがない家では電気を購入するための電力計が設置されていますが、太陽光発電システムを導入することにより売電用の電力計も設置することになります。

太陽光発電は無料で無制限の太陽エネルギーを使って発電できるというメリットもありますが、さまざまな機器を敷地内に設置しなければいけなというデメリットもあります。導入の前に機器の設置場所などを検討されるのをおすすめします。

太陽光発電の仕組みのまとめ

  • 2種類の異なるシリコン(半導体)の特性を生かして太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変える
  • 家庭内で太陽電池が生み出した電気エネルギーを使用したり電力会社に売電するためには、専用の機器を揃える必要がある

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