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太陽光発電 ソーラー発電 仕組み

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太陽光発電、ソーラー発電の仕組みとは!?


太陽光発電・ソーラー発電の仕組みを学んで地球の未来を考えよう!
太陽光発電(ソーラー発電)とは?
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太陽光発電は、その名の通り、太陽の光から発電するもので、具体的にはいくつもの太陽電池パネルを利用し、地球上に年中(365日)降り注いでいる太陽光の光エネルギーを太陽電池パネルで吸収し電力に変換して発電するシステム。
一般的にはソーラー発電を言われることが多い。

発電されてできた電気は家庭の電気類に使うことはもちろん、余って使いきれなかった電気は電力会社が買い取ってくれるしくみになっている。
太陽光発電(ソーラー発電)はいったい、どんな場面で活躍するのかというと、通常の日常生活では電気代の節約ができたり経済的に助かったり、さまざまな災害によって、もしも停電になったときなど、電力会社の電気に頼らずとも、自宅用の電気として威力を発揮する優れもの。

太陽光発電(ソーラー発電)が注目されるもっとも大きな理由は、ソーラー発電時に温暖化の原因でもある二酸化炭素を排出せず、機械音の騒音がでないので、地球環境にとってクリーンエネルギーとして最適だからです。

太陽光発電(ソーラー発電)の原料な何?
実際に太陽光発電はどのようにエネルギーとして変換されるのかというと、わたしたちの住む地球が属する太陽系の太陽が地球に照射している膨大な光エネルギーで、現在、消費されている世界全体のエネルギー量からすると、太陽光発電を利用すると約50倍ものエネルギー量が作れるとされている。
太陽光のエネルギーは太陽がある限り、ほぼ無限に供給できる。

それでは、太陽光発電(ソーラー発電)を生産する上で欠かせない、原料となるシリコン太陽電池の資源はというと、一応無限にあるとされている。
シリコン以外のインジウム太陽電池などは、2050年以降も利用できるとされているが、使用量の節約が必須。

太陽光発電(ソーラー発電)はどこに設置できるの?
太陽光発電(ソーラー発電)の設置場所でよく知られているところは、住宅の屋根やビルの屋上、広い敷地のグラウンドなどです。
もっと小さな場所・空間はというと、腕時計や帽子、電卓やライト、カバンや携帯電話、庭園灯や街路灯などがあります。
地上を越えて空の向こうにも、人工衛星や惑星探査機、宇宙ステーションやスペースシャトルなどにも太陽光発電(ソーラー発電)が設置されている。
太陽電池パネルはとても重量があるので、地上にそのまま設置するのが好ましいが、建物の壁などにも、太陽電池パネルの重量にさえ耐えることができれば、どこでも設置できる。
現在も軽量化が進んでいて、将来的にもっと軽量にすることができれば、さまざまな場所で太陽光発電(ソーラー発電)を目にする日がやって来る。

ただ、日本列島全体から太陽光の日照量を見ると、日本海側は少なく、太平洋側は多いので、住む地域によって太陽電池パネルの量が変動する。
例えば、ゴビ砂漠に現在市販されている太陽光発電(ソーラー発電)を設置した場合、地球人類全員のエネルギー需要量をまかなえるだけの発電量が得られるとされている。

太陽光発電(ソーラー発電)の原理はどうなっているの?
太陽光発電システムに使用されている太陽電池素子(セル:cell)は、太陽光エネルギーを素子中の電子に吸収させて、光起電力効果により利用可能な電気エネルギーに変換するしくみになっている。
太陽電池パネルは通常、複数のセルが直列接続されて電圧が得られるしくみになっている。

このセルを直列接続して、強化ガラス、樹脂、金属枠などで保護されたモジュールと呼ばれるものがあり、従来より設置場所に困っていた、汚れや湿気が多い場所や、紫外線などの光線からセルを保護できるようになった。
モジュールの重量は、屋根瓦の1/4ほどである。

このモジュールを直列接続して複数枚並べたものをストリングといい、ストリングを並列接続するとアレイになる。
また、太陽電池パネルから屋内に設置した分電盤を通って、家の中に電気が送電され、屋外に設置してある電力売買電

メーターによって自動的に発電量を測定し、大量に余ったときは、電力会社へ売ることが可能。
太陽電池のしくみはというと、直流電気を発生させ、インバータで直流を家庭用100Vに交流変換したもの。

太陽光発電(ソーラー発電)はどのくらいの寿命があるの?
メーカーは屋外用モジュールだと10〜25年の保証期間で販売していて、期待寿命は20〜30年以上とされている。
太陽光発電機器は、機械的に動作する部分がないので、メンテナンス(保守)はほとんど必要ない。
あらゆる建物の屋根や屋上に設置できるので、スペースを有効に活用することができる。
このような特性から、別荘地や人里離れた場所にある建物(観測場や別荘地)など、電気があまり通っていない場所でも活躍してくれる。
それと、太陽光発電(ソーラー発電)を屋根に設置したがために、取り付け工事により雨漏りが発生する危険性がある。
それを防ぐには、屋根に直接穴あけをして固定する方法ではな、屋根に穴あけをしないで固定可能な「キャッチ工法」で解決してくれそうだ。(ただし、この工法も100%保証ではないので、判断は自己責任で!)

発展し続ける太陽光発電(ソーラー発電)!
なっなんとアメリカに住む、ウィリアム・ユエン君という若干12歳の中学生が、3Dソーラーセルという太陽電池パネルの開発に成功した。
この太陽電池パネルは、いままでソーラーセルを平面的に配置していたものを、カーボンナノチューブを利用して三次元に配置することを発明したことで、太陽光エネルギーを電力に変換する効率を従来の太陽電池パネルと比較すると、太陽光エネルギーを500倍も吸収し、電力はというと、なんと9倍にもなる。

今回発明した新しい太陽光発電(ソーラー発電)は、いままで可視光だけを吸収していたものを、紫外線(UV)までも吸収できる画期的なシステムを創り出したので、曇りの日でも発電可能。

ちなみに、ウィリアム・ユエン君はこの若さで、機械工学・プログラミング・メディア設計から生物学まで習熟している人物なのだ。

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地球環境サイトH3 オススメの理由!

太陽光発電システムは稼動部分が無いので、長期間メンテナンスが不要で、しかも耐久性にも優れているので高寿命なのが特徴です。個別のソーラーパネルは、井戸などのポンプアップ用の電源、キャンピングカー・ヨットなどのサブバッテリー充電用、別荘などに便利な充電源用、街路灯の電源確保としてなど幅広い用途で使用できます。


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