太陽光発電はどういう仕組みで発電するの?

太陽光発電はどういう仕組みで発電するの?

広大な土地にソーラーパネルが設置されているメガソーラー発電所などが増えてきて、太陽光発電を目にすることが多くなってきました。太陽光のエネルギーを電気に変換するソーラーパネルがどのような仕組みで発電しているのかを解説します。


太陽光を半導体で電気に変えている

太陽光を電気に変換するためには「半導体」と呼ばれる電気部品を使用します。もっというと、マイナスの電気である電子を多く持つ「n型半導体」とプラスの電気である正孔を多く持つ「p型半導体」を組み合わせてソーラーパネルが形成されているのです。太陽光のエネルギーを受けると、半導体中の電子が移動して、電圧が生まれ、電気が起こるということは、以前から知られていた現象です。この現象を発電に利用したのが太陽光発電です。

n型半導体に太陽光が当たると、太陽光のエネルギーを受けて電子が移動します。その移動する流れを電気回路に取り込むことで、ソーラーパネルからの電気を取り出すことができます。

太陽光発電の発電量は面積に比例する

太陽光発電は、当然ながら、太陽光が当たる量が多ければ多いほど発電量が多くなります。そのため、太陽光を多く受けるために、広い土地にソーラーパネルを敷き詰めて発電量を増やす必要があるのです。

現在の構成では、より多くの土地にソーラーパネルを置くことで、たくさんの発電を行うことができますが、ソーラーパネルを設置する土地にも限りがあります。少ない面積でも、より多く発電することができるソーラーパネルがあれば、設置面積を少なくすることができます現在、単位面積当たりのソーラーパネルの発電量の増加は、多くのメーカの開発目標となっています。

太陽光発電の電気を宇宙から送る??

太陽光発電は、曇りや雨の日は発電することができませんが、それはあくまで地上で発電した場合です。

人工衛星などの動力源には、同じ太陽光発電が使用されています。太陽光発電に関する壮大な計画として、太陽光の宇宙発電所があります。宇宙の太陽光発電所で発電した電気をマイクロ波による送電で地上に届けるというもので、人工衛星が開発された1960年代からある古い構想です。

これにはマイクロ波による送電技術が確立しなければ実現しないものではありますが、太陽光発電の大きな可能性が垣間見ることができるでしょう。かなり壮大な計画ですから、実現ができるのか疑問の人も多いかもしれません。しかし、実際に日本のJAXAなどでも実用化に向けた開発が行われていますので、全くの夢物語ではないのです。

プロフィール

西海登

本業の技術職の傍ら、webライターとして活動。小説家になりたかった過去を引きずりながらも、本業でも関わりのある技術分野の解説と経済分野を結び付ける記事を得意とする。

本業では、ビルメンテナンス業界から産業用機器の電気設計職へ移り、設備関連の保守点検から構築に関する職業を一通り経験、近年ではIoT関連の仕事にも携わり、ライターとしてもIoT分野の記事執筆の実績も増えている。2015年頃から、小説家になりたかった過去を生かせるのでは?と考え、ライティング業務をスタート。朝4時に起きて執筆活動をする日々を送っています。

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