身近になりつつある自家発電。 太陽光発電の魅力を紹介します。

太陽光発電の原理

太陽光を照射して発電する太陽光発電システムの原理とはいかなるものなのでしょう。
太陽光発電システムは、実際の発電とする太陽電池パネルモジュールやパワーコンディショナー、接続箱などから構成されますが、太陽電池パネルモジュールには太陽電池セルと呼ばれる発電を行う半導体がアレイのようにぎっしりと並べられています。
ひとつの太陽電池セル内は、シリコンを原料とするp型のダイオードとn型のダイオードから構成されており、この二つのトランジスタの間にpn接合部と呼ぶ空乏スペースを設けます。
n型側は伝導電子と呼ばれるマイナスの余剰電子が多く含まれており、p型側には正孔と呼ばれる電子が足りない部分が多く含まれています。
光が照射されると、n型からp型へ向けて電子が飛び出そうとしますが、空乏スペースがさえぎります。
その空乏スペースのp型面はマイナスに、n型面はプラスに帯電し、電界が生じ、これが起電力となるわけです。
ただ1セルの発生電力はとても微弱なもので、これを直列アレイにして一定の電圧を得るようにし、並列に繋げることで電流値を上げて、ワット数を稼ぎ出します。
とくに1つのパネルだけなら無用ですが、パネルを複数使って電力を稼ぎ出すには接続箱と呼ばれる各パネルの出力を束ねる箱が使われます。
しかしここで生成される電力は直流(DC)であるため、これを交流(AC)に変換しなければ、家庭用として利用できません。
照明機器も家電製品も全てAC電源100Vを使っていますから、直流のままでは、使えないのです。
これをAC100Vに変換するのが、パワーコンディショナーと呼ばれる外部機器です。
この内部にはインバーター技術が使われています。
パワーコンディショナーは太陽電池パネルモジュールの出力電圧が足りない場合には、電流を犠牲にして、電圧値をあげる昇圧を行いながら交流に変換します。
逆に足りる場合には、電圧値を下げる降圧をして電流値を稼ぎ出し、交流に変換します。
これで、家庭用電源として使えるようになるわけです。

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