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ソーラーパネルの仕組み

太陽光発電では、太陽の光を利用して電気を生み出す方法です。しかし、どうして光を当てることによって電気が作られるのでしょうか。
こちらでは、太陽光発電で使われるソーラーパネルの構造と、発電の仕組みについてご紹介します。

ソーラーパネルの構造

青い色をした薄い板が並んでいるのを見たことがある人も多いのではないでしょうか。それがソーラーパネルです。ソーラーパネルは太陽電池を複数並べたモジュールを更に並べたもののことを指します。

太陽電池には種類があり、結晶シリコン系とCIS太陽電池があります。
CIS太陽電池は主成分に銅(COPPER), インジューム(INDIUM), セレン(SELENIUM)を使用し、その3つの頭文字をとってCISとよばれています。CIS太陽電池は高温時の出力ロスが少なく、部分的な影の影響も少なく、太陽光に当たると出力が上がるという性質をもっているので、発電量はシリコンタイプより多く発電が可能となりますが、パネルのコストがシリコンタイプと比べて高くなるという欠点も併せ持っています。

シリコン系の場合、光を電流に変化させます。しかしその電池を蓄える力はないので蓄電するシステムが必要になるのです。光が電流に変化するのは「光電効果」と呼ばれる現象によるものです。金属等に光を当てると電子が飛び出すという現象を利用しています。
他の金属でも電子が発生するのに、シリコンが好んで使われているのは、シリコンが半導体だからです。半導体を2枚重ねるとその間に電流が流れるという特性があります。この特性を活かし、発生した電流が逃げる前に電流を効率よく取り出すことが可能になります。
コストはCIS系と比べると安いため、産業用の多くはシリコン系多結晶が使用されている場合が多いのも特徴です。

太陽電池はN型シリコンとP型シリコンが重なった構造をしています。そこに光が当たるとマイナス電荷の電子と、プラス電荷の正孔が作りだされます。N型シリコンにはマイナスの電子が集まり、P型シリコンにはプラスの正孔が集まるという性質があります。
この性質を活かした仕組みのことを「内部光電効果」といいます。電子と正孔の移動により生じた電流を集めているのが太陽光発電なのです。

ソーラーパネルの寿命

ソーラーパネルは動かしたりすることもなく、長期間使用することができます。しかし雪や雹、雨等の自然災害には注意が必要です。
強い衝撃で太陽電池の損傷や、内部に水が浸入して接続部分が損傷する可能性もあります。

そのため、定期的なメンテナンスで損傷の具合をチェックすることが大切です。

太陽光発電で発電した余分な電気は売ることもできます。
太陽光発電を行いたいけど、ソーラーパネルを設置する土地がない、という方は日本エコソーラーにご相談ください。
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