太陽光発電のしくみ
なぜ発電するのですか?
太陽電池は半導体の一種であり、太陽の光エネルギーを直接的に電気エネルギーに変換するもので、半導体に光を照射すると、内部に電気を帯びた粒子(正孔と電子)が発生する性質を利用したものです。
結晶系シリコンなどの一般的な太陽電池は、それぞれ電気的性質の異なるN型とP型の半導体を隣り合わせに接触させた構造になっています。太陽電池に光が当たると、その光エネルギーは太陽電池内に吸収され、これにプラスとマイナスを持った粒子(正孔と電子)が生まれ、マイナスの電気はN型シリコン側へ、プラスの電気はP型シリコン側へ引き寄せられます。これらを太陽電池の表面と裏面につけた電極により取り出して、電球やモ-タをつなぐと電流が流れます。
太陽電池は蓄電できますか?
太陽電池は太陽光により発電しますが、太陽電池自体に蓄電能力はありません。
太陽光発電の長所は何ですか?
- クリーンな発電方式です。太陽光発電は、光エネルギーを電気エネルギーに直接変換するもので、物理的あるいは化学的変化を伴いません。発電時に一切の排出物の発生がなく、可動部分も無いため騒音の発生もありません。
- 発電のためのエネルギー源は太陽光であり、非枯渇エネルギーであり且つ無料です。
- 設置に可動部がないので保守が容易なため無人化が可能であり、メンテナンスがほぼ必要ありません。且つ長寿命です。
必要に応じて小規模なものから大規模なものまで、自由な設置が容易にできます。 - システムの大小に関わらず発電効率はほぼ同じです。
発電について
方位・傾斜角により発電量は変化しますか?
日本では、真南の緯度角程度が最も有利です(東京の場合、30°~35°程度)。例えば、20°と30°の発電量の差は約1~2%程度です。真東、真西向きに設置しても真南に比べて、約15%程度の発電量低下となりますが、十分に使用できる方位です。原則的には最大の発電量が得られる方位、角度に太陽電池モジュールを設置しますが、外観や構造(耐風圧など)や経済性などを考慮して、必ずしも発電量が最大になる条件で設置されるとは限りません。傾斜屋根などは既存の方位・角度に沿って設置するのが一般的です。陸屋根設置の場合、傾斜角20°~30°程度がお勧めです。
屋根以外への設置はできるのですか?
可能です。建物の屋根、屋上、壁面、空き地などを有効に活用できます。ただし、設置場所に基礎工事や架台を組むなど、構造材設置の工事が必要となります。
曇りの日や雨の日も発電しますか?積雪の場合はどうですか?
晴れの日よりは少ないながらも発電します。曇りでは晴天の1/3~1/10、雨天では1/5~1/20になります。積雪の場合は太陽電池の発電量は期待できません。
寒い地域では、発電が悪くなりますか?
太陽電池は、光の日射量に比例して発電します。また基本的に、気温が低いほど良く発電します。実際の発電量は、地域や太陽電池の取り付け状態によって異なりますが、寒い地域だからといって単純に、実際のトータルの発電量が少なくなるわけではありません。
しかし、雪などで太陽電池に入射する光が遮られる場合、発電量が低下します。
影の影響はありますか?
薄い影(山、ビル、樹木、電柱等の影)が太陽電池に掛かった場合、発電量が低下しますがゼロにはならず影の部分でも周囲からの散乱光により1/10~1/3程度発電します。
ですが、なるべく太陽電池に影が掛からないような工夫をすることが重要です。
売電と買電の価格差はありますか?
平成22年度の売電価格は、住宅用(10kW未満)で48円/kWh、非住宅用で24円/kWh(ダブル発電の場合、住宅用39円/kWh、非住宅用20円/kWh)で、基本的には買電価格とほぼ同一です。各電力会社による電力単価は異なります。
公共・産業用太陽光発電システム設置の際、届け出の必要はありますか?
受電方式と出力規模により、必要となる手続きは区分されています。住宅用など小容量(20kW未満)で受電が低圧の場合には基本的に届け出は不要です。但し、電力会社との事前協議は必要となります。
その他の場合、容量により異なりますが、産業保安監督部へ工事計画の届出、使用前安全管理審査、主任技術者選任あるいは不選任承認、保安規程の届出が必要な場合があります。
太陽光発電は発電システムなので、「電気事業法」によって規制されています。
製品について
接続箱って何ですか?
太陽電池モジュール(アレイ)の出力を集電して、パワーコンディショナに供給します。直流開閉器、逆流防止機能及び誘導雷保護装置等を収納します。
パワーコンディショナはどんなものですか?
太陽電池で発電した直流の電気を、電力会社から送電される電気と同じ交流に変換する機能と、系統との連系に関する保護を目的として設置します。太陽電池の発電電力を最大限に効率良く取り出すことと、配電系統と安全に連系することが重要な機能となります。
太陽電池モジュールの上に人が乗っても壊れませんか?
強度的には問題ありませんが、ガラスは滑りやすく非常に危険です。
モジュールの上へは乗らないでください。
運転時の消耗品はどのようなものがありますか?
太陽光発電システムは、風力発電機やエンジン発電機等と異なり、回転部や駆動部がなく、燃料を補給する必要もないため、日常的に補充または、交換する消耗品はありません。
使用にあたって
地球環境への貢献は、どの程度ですか?
10kWの太陽光発電システムを設置した場合、全国平均では年間約 10,000kWhの発電量が期待できます。 これを火力発電所の代替と仮定すると、地球温暖化の原因であるCO2の年間発電量を炭素(C)量に換算すると年間約1,800kg-Cの二酸化炭素排出削減となります。また、原油に換算すると、約2,432リットルの削減になります。
★設置された太陽光発電システムは全くCO2を発生しませんが、システム生産時は商用電力を使用しております。システムを20年間運用した場合の総発電量に、石油火力で発電された商用使用電力が排出したCO2の量を換算し、ここから差引きし年間削減量を算出しています。
耐風圧性能は如何ほどですか?
建築基準法に準拠した設計になっていますので、通常の台風等に対しては問題ありません。メーカー規定施工に準じた工法であればJIS C 8990の耐風圧荷重2400Paに耐え得る設計になっています。但し、地域(沖縄等)・高層等により、高層用モジュールを使用する必要がある場合が考えられます。
システム導入後、毎日の操作は必要ですか?
全く必要ありません。太陽光発電システムは日の出とともに自動的に運転を開始し、日の入りとともに自動的に停止しますので煩わしい操作は一切ありません。
日常の点検はどのようにするのですか?
日常点検としては、パワーコンディショナで発電量を確認するだけで十分です。ほとんどメンテナンスの必要ははありません。
但し、容量等によっては自家用電気工作物となり、法定点検が必要な場合があります。
(詳しくは地域の電気保安協会等にご確認ください。)
太陽電池モジュール表面の洗浄は必要ですか?
雨によってほとんどの汚れは洗い流されますので特に必要ありません。発電量の予測では、太陽電池表面の汚れと配線ロスで5%低下を見込んでいます。
売った電力代金の受け取り方法はどのようになるのですか?
売電の入金は銀行振込です。買電と売電は相殺されず、個別に扱われます。
地震など災害時には使えますか?
一般的なシステムでは停電時には太陽光発電は利用できませんが、系統と完全に切り離した上で、電力が使用できるようにすることは可能です。負荷の限定等、使用条件を確認のうえ、設計することになります。
停電の時はどうなりますか?
系統連系システムの場合、太陽光発電システムは系統から切り離れます。系統が復旧した場合、太陽光発電システムは、5分間程度の待機の後、自動的に系統に連系されます。手動又は自動により自立運転に切り替えるシステムの場合、太陽光発電システムが発電状態であれば、日射強度に応じて限定した負荷へ発電電力が使用できます。




















