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今だから!太陽光発電のしくみについて考えてみよう!!

青空の下のソーラーパネル

太陽光発電は、光エネルギーを電気エネルギーに変換して発電を行います。
発電に伴って温室効果ガスの排出がありませんので、代表的な再生可能エネルギーと言えます。

こんにちは、ハード部です!!

屋上にソーラーパネルを設えたオウミ技研の社屋 ソーラーパネルの発電状況を表示するディスプレイ

こちらの左側の画像は、弊社の社屋になります。。。
屋上部分に『148kWのソーラーパネル』を設え、微力ながら環境保全の取組みに努めています。

さて、冒頭でも触れた通り、
太陽光発電は、ソーラーパネルに太陽の光を当てることによって電力を作り出していますが、
その仕組みをもう少し掘り下げてみましょう!

青空の下のソーラーパネル

少々専門的な解説になりますが。。。
光を当てると起電力が発生する現象を『光起電力効果』と言います。

n型半導体とp型半導体の接合部に光を当てると、
-の電荷を持った電子と+の電荷を持った正孔が生まれて、
電子はn形半導体に、正孔はp形半導体に引き寄せられます。
その結果、+と-が分かれることによって電池のような状態になり、
p型半導体とn型半導体の各々の電極をつなぐと電気が流れるという理屈になります。

ソーラーパネルの発電の仕組みを説明したイラスト

光起電力効果によって得られた電力は、当然、直流になりますので、
パワーコンディショナーで交流電力に変換された後に、
『自家消費』または『電力会社への売電』が行われることになります。
ちなみに、交流による蓄電について、実用に耐え得るような技術は、現時点では存在しません。

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青空に輝く太陽

次に、太陽光のスペクトルは『可視光線』だけではありません。。。
他に、それぞれ波長の異なる『紫外線、近赤外線、中間赤外線』が含まれます。
(遠赤外線は、大気で吸収されてしまうので、地表には届きません)。

ここで、おさらい!
『紫外線、可視光線、近赤外線、中間赤外線、遠赤外線』は、
我々が日常的に使用している無線の電波と同じくくりの『電磁波』となります。

周波数ごとに分けれた電磁波のリスト

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 ★ 『なぜ見える?なぜ見えない?|可視光線・目のしくみ』のブログ投稿はこちらから ⇒ 「Click!」 ★
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ソーラーパネルには、様々な種類のシリコン等が使用されていますが、
素材ごとにそれぞれ吸収する電磁波の波長が異なります。
『アモルファスシリコン』『紫外線、可視光線』に、
『結晶系シリコン』『可視光線、近赤外線』に反応します。
太陽光スペクトルは、エネルギー的に『可視光線と近赤外線』で約9割を占めるので、
これら以外の波長の光エネルギーを電気に変えても、得れる電気はわずかばかりになります。

苔の上に置かれた地球を模した水晶玉

最後になりますが、地球環境問題を考察する際に、
CO2排出量の増加による地球温暖化が大きく取り挙げられがちですが、
それは環境問題の一部分にすぎません。
水、大気、自然の汚染、局地的な異常気象・・・等、様々な問題に目を向けなければなりません。

弊社としては、環境保全に対して、今後も継続的に活動を行いつつ、
その活動の幅を積極的に広げていきたいと思っています。

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