ソーラーパネルとは

東日本大震災以降、「発電」というものに対する日本国民の意識は、ガラリと変化しました。

特に、自然エネルギーに注目が集まるようになってからは、各自然エネルギーに関する様々な情報が、一般の人の耳にも届くようになりました。

電気というものはどのような原理で、どのような原料によって生まれているのか?という知識や情報を知る機会が増えてきているのです。

その中で、なぜ太陽光発電に注目が集まっているのでしょう?

それは、他の自然エネルギーと比べて、様々なメリットがあるからです。

では、そんなメリットも踏まえた上で、各発電の特徴を見ていきましょう。

日本で行われている発電は、「原子力発電」「火力発電」「水力発電」「風力発電」「太陽光発電」の5つが主流です。

これらの他にも様々な発電方法がありますが、まだ実用化という点ではミクロな存在です。

まず、原子力発電。 もはや原子力発電に関しては、説明不要でしょう。 今最も日本で問題視されている発電方法で、その安全性には大きな疑問が持たれています。

続いて、火力発電。 火力発電は、日本で最も多く採用されている方法です。

石油などの化石燃料を利用しており、環境への影響や石油高騰の影響など、いくつかの問題点が指摘されています。

水力発電は、自然エネルギーである「水の流れ」を利用した発電方法です。 とてもクリーンですが、水の流れには限度があり、十分なエネルギーを賄うのが難しいという問題もあります。

風力発電も同様で、これらのエネルギーを主流とするならば、システムの開発、維持に莫大なコストがかかるでしょう。

おしまいに、太陽光発電。 ソーラーパネルを取り付け、太陽光を取り込み、それを電気に変換するという発電方法です。私達にとっても一番身近な発電方法かもしれません。

では、そんな太陽光発電の特徴やメリット、また、デメリットなどを学んでいきましょう。

今では、多くの一般家庭でも見られるようになったソーラーパネル。

言い換えれば、「太陽電池パネル」です。

基本的には、光エネルギーを電力に変換する機器で、太陽光発電のシステムそのものといえます。

太陽光発電装置の開発は、1839年から始まりました。
物質に対して光を当てる「光起電力効果」で電気が発生する現象を人類が発見したことに由来します。

とはいえ、それが「ソーラーパネル」という形で実際に世の中に出るまでには、実に100年以上の歳月がかかっています。

やっとのことで人類が太陽光発電のシステムを生み出すことができたのは、なんと1954年のことでした。

日本では高度経済成長期にあたるこの時期に、既に太陽光発電は誕生していたということです。

とはいえ、日本においてソーラーパネルのシステムを知っている人はほぼ皆無でした。

ようやく注目を集めるようになったのは、さらに20年後の1973年。第一次石油危機、すなわちオイルショックになってからです。

石油に依存した発電では、いずれ破綻してしまうという危機感が募ったのです。

次世代エネルギーに注目が集まった結果、太陽光発電にスポットが当たることになりました。

その後、当時の通産省が「サンシャイン計画」を発案し、1980年代にはソーラーシステム普及促進融資制度も誕生しました。

少しづつ日本に太陽光発電が根付きはじめ、90年代になるとエコの観点からも着目されるようになりました。

そして21世紀。

太陽光発電、そしてソーラーパネルは、日本が誇る最先端技術のひとつとして世界に発信されるようになったのです。

ソーラーシステムが日本で普及したのは、比較的最近のことです。

すでに1950年代に存在していた技術であり、オイルショックがあった1970年代に知名度が上がったわけですが、当時はまだ普及しているとは言える状態ではありませんでした。

その後、発電に関する政府の政策にソーラーシステムが組み込まれ、さらにはエコという命題が声高に叫ばれるようになったことで、少しづつ技術も発展していき、現代に到ったのです。

ただ、現在のソーラーシステム、あるいはソーラーパネルが太陽光発電の完成形かと問われると、決してそうではありません。

この分野は、まだまだ発展途上の段階といえるでしょう。

この事実は一見デメリットのように思われますが、実際には大きなメリットといえます。

発展途上というのは、つまり言い方を変えれば「改善の余地がある」ということなのです。

つまり、技術がさらに発展し、コストや合理性の面でも、あるいは応用性の面でも向上する可能性があるといえるのです。

実際、現在のソーラーパネルはまだまだ実用性という意味では未熟で、独立した状態で使用するのは困難なのが実状です。

つまり、太陽熱発電だけの電気で、全ての機関や施設の電力を賄うことは難しいということです。

また、初期費用に関しては、かなりのコストがかかってきます。

発展途上ということは、これらの問題点が、今後の技術の発展により進展する可能性が高いということを意味します。

震災の影響で、太陽光発電への注目度はますます高まりました。各メーカーや企業、そして政府機関も技術の発展を目指すことは間違いありません。

未来の展望はとても明るいといえるでしょう。

原子力発電や火力発電は、地球上にある資源を使用して発電しています。

そのため、エネルギーとしては有限です。 今後、このまま使い続けることによって、いずれは枯渇してしまう可能性も否定できません。

特に、火力発電は石油などを使用していますが、日本において約70%の割合を占める発電方法であると同時に、最も枯渇する可能性の高いエネルギーを使用した発電方法でもあるのです。

そんな限りあるエネルギーを使用している発電方法に対し、自然エネルギーを使用した発電方法であれば枯渇する心配がありません。

当然ながら太陽光も例外ではありません。

ソーラーパネルに吸収される太陽光は、無限です。

実際には無限ではありませんが、太陽光がなくなるということは、地球が滅びるのとイコールであり、実質的に無限と考えて差し支えないでしょう。

未来を憂う必要がないという安心感が得られることは、無限のエネルギーを発電に使用することの大きなメリットです。

いくら技術が目覚しく発達しても、資源が底を尽きてしまっては全く意味がありません。 結果的には進化や発展も一定の場所で止まってしまうことにつながります。

それに対し、無限のエネルギーであれば、進化していっても無駄にはならないという安心感があります。弛むことなく研究が進み、発展していく分野となります。

よって、現状ではまだ課題があったとしても、未来においてはそれを克服できている可能性がとても高いのです。

ソーラーパネルと太陽光発電は、まさに「未来に希望を持てる発電方法」なのです。

2011年3月11日の東日本大震災で、私達は多くのことを学びました。

その中で最も大きな問題のひとつとして、電気の問題があげられます。 それは、単に原子力発電の問題だけに留まりません。

災害時における電気のあり方というものも、考えていかなくてはならないということを知ったはずです。

地震、そして津波に襲われた地域は、全てのライフラインを遮断され、窮地に追い込まれました。

ライフラインの断絶は、いくら最新の技術が導入された現代の日常生活であっても、それをいとも簡単に崩壊させるということを思い知らされました。

特に、人間の生活は電気と密接になり過ぎてしまったようです。

電気がないとあらゆる情報や通信、娯楽が遮断され、暖房や冷房、そして照明すらも奪われてしまうという、あまりに脆い現実に直面することとなりました。

とはいえ、今さら電気に頼らない生活というのは、現実的ではありません。

災害時でもすぐに復旧できる、もしくは断絶しない発電方法が、今後は必要だという気運が高まったと言えるでしょう。

太陽光発電の場合、仮に停電が起こったとしても、非常コンセントを使用して電気の供給が可能です。

また、ソーラーパネルさえ無事であれば、ライフラインの断絶が起こっても、問題なく電気を使うことができます。

日中のみであって、ソーラーパネルが無事の場合という制限があるとはいえ、どんな緊急時でも電気が使えるということは、非常に大きな強みといえるでしょう。

太陽光発電は、災害が起こった際にも使用可能な非常に心強い発電方法なのです。

エコの概念は、1980年代から2000年代にかけて、一般社会の間でも徐々に広まってきました。

発展途上の段階では気にも留めなかった「環境破壊」や「大気汚染」。 これらの問題に対し、日本は積極的に取り組み、少しずつでも改善していくという方向で現代においても進行中です。

そんなエコという視点から、太陽光発電を見ていきましょう。

その前に、日本において半数以上の割合を占める発電方法、火力発電の環境に対する影響を確認していきましょう。

火力発電を行う際、大量の二酸化炭素(CO2)が発生することは、想像に難くありません。

石油や天然ガスといった資源を燃焼させ、電力を生み出すという火力発電は、多くの酸素を消費し、二酸化炭素(CO2)を発生します。

これは、地球温暖化にそのままつながる「大気汚染」となります。

現在、日本だけではなく世界全体において、この発電方法が毎日、毎時間、毎分、毎秒、当然のように行われているのです。

一方、太陽光発電なら、二酸化炭素の発生を完全になくすことができるのか?というと、実はそうではないのが現状です。

というのも、ソーラーパネルを作る際に二酸化炭素を発生させてしまうのです。

ソーラーパネルで太陽光を電気に変えること自体は、二酸化炭素を生み出すことには繋がりませんが、製造時にはどうしても発生させることになってしまいます。

とはいえ、その量は火力発電と比較すればかなり少量です。

火力発電を減らし、太陽光発電を増やせば、それだけ地球に優しい発電ができるのです。

今後、太陽光発電の技術がさらに発展すれば、ソーラーパネル製作時の二酸化炭素の発生量もかなり抑えられるようになるでしょう。

そうすれば、さらなるエコ化が進むことになるのです。

数多くのメリットがある太陽光発電ですが、やはりデメリットもあります。

何事においてもいえることですが、メリットがあれば、もちろんデメリットも存在するもので、それは太陽光発電であっても例外ではありません。

大切なのは、デメリットの内容を正しく知り、その上でメリットと照らし合わせたり、他のの発電方法と比較検討したりすることです。

また、太陽光発電は未だ発展途上の段階にある技術なので、デメリットは必ずしも恒久的なものではありません。
今後、改善されたり、場合によっては完全になくなする可能性もあるでしょう。

そういった点を踏まえ、太陽光発電のデメリットを検証してみましょう。

まず、問題点というより特徴といった方が正しいかもしれませんが、ソーラーパネルには寿命があります。ソーラーパネルの寿命を知っておくことは重要です。

全ての機器がそうであるように、ソーラーパネルも永久に動くというものではなく、耐久年数というものが存在します。

では、一体どれくらい持つのかというと、20~25年というのがおおよその目安となっています。

ただし、これはあくまでもソーラーパネル自体の寿命であり、周辺機器(ケーブルやパワーコンディショナ)に関しては、約10年と思っておきましょう。

よって、ソーラーシステム全体で考えた場合、必ずしも20年持つという保障はありません。

とはいえ、ケーブルなどの交換に必要なコストはそれほど高額ではありませんので、安全性という面において、10年という期間を目安にしましょう。

多くの人は、太陽光発電に対して 「曇りの日や雨の日は、太陽光発電だとちゃんと発電できないのでは?」と、不安に思うこともあるかと思います。

結論からいえば、これはその通りです。

快晴時と比べ、曇りや雨天の時にはどうしても発電量は低下します。

また、積雪時はソーラーパネルが隠れてしまうため、発電ができません。当然、太陽光が照射されない夜間の時間帯も発電は不可となります。

これらは、太陽光をエネルギーにしている以上、避けては通れない事実です。

さらにもう一点、ソーラーパネルによる発電は天候以外にも左右される事項があります。 それは「温度」と「設置環境」です。

まず、温度に関しては、高温であるほど発電効率が低下するという特性があります。

そのため、季節は夏より冬の方が、地域は南より北の方が発電効率が良いということになります。

ただ、この点に関しては、実は一日あたりの発電量にあまり差異は生じません。なぜなら、冬より夏の方が太陽が出ている時間が長いからです。

そのため、単位時間あたりの効率は冬の方が良いのですが、日光の照射時間は夏の方が長いため、結果的には夏と冬、また、暑い地域と寒い地域で生じる差異は、あったとしてもごくわずかなものとなります。

一方、設置環境ですが、「太陽光の入射角度」という点が重要となります。

理想の角度は、真南方向に対して傾斜角30度という位置です。

しかし、屋根の角度、あるいは屋根の方角という環境面に左右される中で、この理想通りに設置できる家庭はそう多くはないでしょう。 大抵の家では、理想ではないがそれに近い形を模索することになります。

太陽光を使って発電を行ううえで、絶対に欠かすことのできないものはソーラーパネルです。

ソーラーパネルは、しばしば「太陽電池」とも呼ばれていますが、正確には太陽電池を数多く並べてパネル状にしたものがソーラーパネルです。

つまり、「ソーラーパネル=太陽電池の集合体」と考えても差し支えはないでしょう。

ソーラーパネルは太陽光発電のシステムそのもので、このパネル内で電気への変換が行われます。

ただし、ソーラーパネルだけあれば太陽光発電ができるというわけではなく、太陽電池を電気的に相互接続する必要があります。それと同時に、他のシステムとの接続も必須です。 様々な周辺機器も必要ですので、ソーラーパネルだけの価格を見て、太陽光発電に必要な経費を計算し、予算を組むのは危険です。

ソーラーパネルは「脆い」、そして、種類が豊富であるということが特徴です。

太陽電池自体がとても繊細な機器なので、あらゆる外部からの干渉に対して故障の原因、性能や寿命の低下を生じてしまいます。

そのため、輸送や設置には細心の注意を払わなくてはいけません。

また、ソーラーパネルを設置した後でも、万が一、雹のような硬いものが降ってきた場合は、故障してしまう可能性がないとは言い切れません。

基本的には、降雨や積雪などの刺激に関してはしっかりとガードされていますが、それ以上に強い刺激には注意が必要です。

種類が豊富な理由としては、発展途上の技術であるということがあげられます。まだ「これ」というものが定まっていないのが実情です。

とはいえ、現在世に出ているソーラーパネルはかなり進歩が進み、少しづつに練磨されています。普及率にはかなり差が出てきているのが実情です。

現在、ソーラーパネルはとても多くの種類が販売されています。

実際に、これらの商品の中でどれが一番売れているのでしょう? 早速、検証してみましょう。

初めてソーラーパネルが商品化されたのは、1950年代のことでした。

その時には、まだ「単結晶シリコン型太陽電池」しか存在せず、これが一番売れていたわけですが、まもなく市場から消えてしまいました。

その後、1980年代になると、再び、太陽光発電に注目が集まります。 多結晶シリコン型、薄膜シリコン型といった新しい方式も登場し、近年の販売形態に非常に近い市場となりました。

1990年代に最も人気を集めたソーラーパネルは、「単結晶シリコン型太陽電池」でした。

もともと、太陽光発電といえばこのタイプのみであったため、各メーカーが一番力を入れた結果、シェアを伸ばしたようです。

一方で、「多結晶シリコン型」と「薄膜シリコン型」も徐々にシェアを伸ばしました。シリコン系の太陽電池が順調にシェアを伸ばす一方、CIS系の太陽電池もかなりシェアを伸ばし、単結晶シリコンに次ぐ市場を獲得しました。

2000年代に入ると、コストが割高な単結晶シリコン型より、低価格路線の多結晶シリコン型の方が高いシェアを得ます。

この二つに加え、薄膜シリコン型やHIT太陽電池がシェアを大きく伸ばし、シリコン系が全体の90%を占める状態が続きました。

そして2005年以降は、シリコンを用いない「化合物系太陽電池」などのソーラーパネルが順調にシェアを伸ばし、近年では非シリコン系が人気を集めています。

一般家庭への普及が伸び始めたのは2000年代からで、全体の流れとしては低コスト路線になってきているといえるでしょう。