太陽光発電システムの構成

40億年の昔から太陽は大地に降り注ぎ、温もりと光を与え続けています。太陽光なしに生きることはできません。太陽放射 (光子) は、太陽の核で核融合が起こることによって発生します。この光子がシリコン (ケイ素) 原子にぶつかると、その電子が軌道から外れて電力を発生します。このプロセスによって光子がそのまま電気
エネルギーへと転換され、これを光起電力効果と呼んでいます。ドイツでは
年間平均で 1,000 kWh/㎡ の太陽エネルギーが作られており、燃油に換算すると 100 リットル分のエネルギーと同等になります。

太陽光発電システムの構成

システム

太陽光発電には事業者を通じて電力会社の送電網に接続する系統連系 と、独立した給電システム (オフグリッド) があります。また、太陽光発電システムは次のようなコンポーネントで構成されています:

    • 太陽光発電パネル(ソーラーモジュール)
    • パワーコンディショナー
    • 架台システム
    • オフグリッド用バッテリーシステム

    通常、ソーラーシステムは平屋根、傾斜屋根に取り付けられる他、ビルの外壁等と一体化させたり、遊休地にも設置できます。エネルギー収量を確保するために重要なポイントは、南向きで日陰にならないように
    取り付けること、そして 10 ~ 35 °の傾斜をつけることです。南向きの設置が不可能な場合でも、傾斜の角度を工夫することで発電量をアップさせることが可能です。

    モジュール技術

    ソーラーモジュールは、太陽電池 (ソーラーセル) を何枚も接続して作られています。それぞれのセルは
    モジュール内で接続されています。セルは逆電力防止ダイオードを組み合わせてパネルにし、サポート
    ガラス、EVA フィルム、テドラーフィルムで真空
    ラミネートします。そしてラミネートされたユニットは、アルミフレームで固定されます。ソーラーセルには次の 3 種類があります。

    • 単結晶シリコン型:均一の結晶構造を持つ
      単結晶シリコン棒を薄板状 (ウェハー) にスライスしたもの。色は紺~黒。
    • 多結晶シリコン型:鋳造したシリコンのブロックをスライスしたもの。多結晶型は明るめの青色になります。
    • 薄膜シリコン型:基板がついた非常に薄い
      太陽電池。薄膜型は省コストで大量生産が可能
      ですが、結晶型と比べると効率性に劣ります。

    基本的に単結晶型のセルが効率の面では優れていますが、製造は他のタイプよりもコストがかかります。

    パワーコンディショナー

    パワーコンディショナーは太陽光発電パネルで発生した直流 (DC)
    を一般に使用されている交流 (AC) に変換するものです。これによって系統連系をすることができます。製造した電力の監視はシステム
    制御装置 (データ通信) が行い、電力消費量および送電量が常時チェックされます。