有限会社OAチャレンジ25

取り付ける前に!導入・設置の予備知識

実際に太陽光発電システムを取り付ける前に知っておきたい予備知識の解説していきます。

太陽電池の種類と特徴

現在ではさまざまな太陽電池が開発されていますが、太陽電池の原理は、いまから170年も前に(1839年)フランスのエドモンド・ベッケルという物理学者によって太陽光線から電気を起こさせるという実験によって検証されました。

その後、1953年にアメリカのベル研究所のG.L.ピアソンらによって単結晶シリコンを使った現在の太陽電池の原型が開発されました。

当初はとても高価で、人工衛星用の電源として使われてきましたが、現在では価格も下がり一般家庭でも使えるようになりました。当初は珍しかった太陽電池を使った電卓や腕時計も、いまでは100円ショップでも見かけるようになったことを考えると、技術革新の早さがわかるというものですね。

あと何十年もしたら、いまよりもずっと高性能で変換効率の良いコンパクトな太陽電池が開発されることでしょう。そうすれば、いまのような屋根の上の大きなパネルではなく、ずっとコンパクトなパネルで、家庭内の使用電気のすべてをまかなうような太陽光発電システムができるはずです。

太陽電池の種類は多くのものがあります。

太陽光

現在世界で製造されている太陽電池の生産量を材料別に分類すると、結晶系のシリコン電池が圧倒的なシエア(約90%)を占めています。

結晶系のシリコン電池は「単結晶シリコン電池」と「多結晶シリコン電池」とに分かれます。「単結晶シリコン電池」は歴史的に古い太陽電池ですが、現在でも高い生産量を示しています。高純度のシリコンを使うため、変換効率は高いのですが、コストが高くなるのが難点です。

「多結晶シリコン電池」は、半導体ICチップの製造過程で生じた原材料の端材や不良品のシリコンを再利用するため、値段は安いのですが、その分、材料の純度が低くなるので、「単結晶シリコン電池」よりも変換効率が若干ながら劣ります。

太陽電池の主要な材料となるシリコンは、石英を含んだ鉱物を精製して作られますが(金属シリコン)、近年は太陽電池の生産量が急増してきたため、材料が不足するようになりました。しかし太陽電池用の金属シリコンは半導体ICほどの超高純度(半導体用はイレブンナイン99.999999999%の純度が必要)が求められるわけではなく、シックスナイン99.9999%で十分なために、低価格な太陽電池用のシリコン材料SGS(ソーラーグレードシリコン)の開発が進められています。

また薄膜シリコン電池は次世代の低コストの太陽電池として、研究開発が進められています。

これは、冷えて固めて結晶として凝縮させて作る結晶系とは違って、シリコンを主成分としたシランガスを真空装置の中で基盤に吹き付けてシリコンを付着させる方法で作られます。ガスを吹き付けて付着させるわけですから、基盤の種類を選ばず、ガラス・ステンレス・プラスチックなどのいろいろなものを太陽電池の基盤に使うことができるという利点があります。

たとえばプラスチックのような薄くて弾力性のある基盤を使うと、従来のような厚くて重たい太陽光パネルではなく、透明で軽くて自由に曲げられるパネルを作れますから、ずっと使い勝手がよくなりますね。屋根の上だけでなく、ベランダや外壁に取り付けることも可能になるでしょう。

また薄膜シリコンの主流である「アモルファスシリコン電池」は結晶系のシリコン電池ほどには変換効率が良くはありませんが(市販品で6〜9%)、製造が比較的に簡単なために低価格の太陽電池として期待されています。

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