太陽光発電の仕組みとは?必要な機器を紹介

地球に優しい発電方法の一つに太陽光発電があります。
太陽光発電はどのような仕組みで電力が作れるのか、どんなアイテムが必要なのか、さらに作った電力はどのように使えるのかについて解説します。
太陽光発電を取り入れるかどうかお悩みの方はぜひ確認してみてください。

日光の力で発電する太陽光発電

太陽光発電は、太陽の光から電気を作る発電方法です。
太陽光発電にはソーラーパネルがあり、このソーラーパネルに光があたると電力が生まれます。
光電効果と呼ばれるこの方法は、ソーラーパネルにあるシリコン半導体を利用しています。
このシリコン半導体にはP型、N型があり、P型はプラスの磁気を帯びやすく、N型はマイナスの磁気を帯びやすいです。
そしてそれぞれの半導体の境目に光によるエネルギーが加わり、電気が発生する仕組みです。
光が当たり続ければ電力を作り続けられます。

太陽光発電に利用する機器

太陽光発電に利用される機器の名称とその役割について解説します。
それぞれに太陽光発電には欠かせないアイテムなので、取り入れる前に役割をきちんと理解しておきましょう。

太陽電池モジュール

太陽電池モジュールは太陽光パネル、ソーラーパネルとも呼ばれています。
太陽光発電と聞いて真っ先にこの太陽電池モジュールを思い浮かべる方も多いです。
この太陽電池モジュールにはシリコン半導体が利用されています。
シリコン半導体に光が当たることで、太陽の光を吸収してエネルギーに変換します。
日光の強さに比例して電力が作られるため、晴れの日は多くの電力を溜めておけます。
この太陽電池モジュールは太陽光発電に欠かせないもので、屋根や公園、空き地などで見かけることも多いです。

パワーコンディショナー

パワーコンディショナーは直流の電気を交流に変換するアイテムです。
太陽光発電で作られる電気は直流ですが、このままでは家庭内で利用できません。
そのため、パワーコンディショナーで交流の電気に変換する必要があります。
太陽光発電と聞くと太陽電池モジュールの存在ばかりが注目されますが、このパワーコンディショナーもなくてはならない存在です。

分電盤

分電盤は作られた太陽電池を、家庭の各コンセントに振り分ける存在です。
パワーコンディショナーで交流に変換したあとの電気がこの分電盤に運ばれます。
家庭内の各コンセントに電気を送るだけでなく、余った電気を送電線に送る役割もあります。
太陽光発電のメリットの一つに、家庭で余った電力を売ることができるというものがありますが、その際にもこの分電盤は非常に役立ちます。

その他のアイテム

その他にも太陽光発電にはさまざまなアイテムがあります。
太陽電池モジュールを設置する際に必要な架台、取り付け器具はもちろん、太陽電池モジュールとパワーコンディショナー、分電盤を接続するためのケーブル、さらに発電状況をチェックできるモニター、防犯用のフェンスもあります。
太陽光発電を自宅で行いたいという方は、これらのアイテムもチェックし忘れないようにしましょう。

太陽光発電で家庭の電力のすべては賄えない

太陽光発電を取り入れれば電気代がかからない、というイメージを持っている方も多いですが、実際にはそうでないパターンがほとんどです。
家庭の電力の使用量にもよりますが、年間を通して家庭用の太陽光発電で生み出せる電力は家庭で利用する電力の8割程度です。

余った電力は電力会社に販売できますが、夜間の電気の利用が少ない家庭などに限られるケースが多いです。
また、足りない電力は電力会社から電気を購入します。

自宅の太陽光発電ですべての電気を賄いたい場合は、蓄電システムなどを取り入れる必要もあります。
また、太陽光発電はどの場所で行っても同じだけの電力が得られるというものではありません。

太陽電池モジュールの向き、設置場所、設置数によって、また天候や地域によっても発電量が違います。
場所によってはあまり効果が期待できない可能性もあります。

専門業者に相談すればシミュレーションをしてくれるので、取り入れるか迷っている方は相談してみても良いでしょう。

太陽光発電を取り入れるメリット3つ

太陽光発電を取り入れることのメリットを3つ紹介します。地球に優しく、長く使い続けられる太陽光発電の魅力をしっかり理解していきましょう。

地球に優しい発電方法

太陽光発電は太陽の光で発電するため、地球が太陽の周りを回る限り利用し続けられます。
石油や石炭などの資源を必要とせず、火力発電や原子力発電のように地球や環境に悪影響を与えることもありません。
発電時に二酸化炭素を排出しないため、地球温暖化の抑止にも役立っています。

設置場所が多い

太陽光発電はさまざまな場所に設置できます。
風力発電などは設置場所が限られていますが、太陽光発電の場合は家庭の屋根、駐車場、地面、山の斜面、水面への設置も可能です。
使われていない土地に太陽光発電を設置すれば土地の再利用にも役立ちます。
農地や牧場に太陽光発電を取り入れて、作業に使う電力を賄うという方法もあります。

長く使い続けられる

太陽光発電はメンテナンスの手間が少なく、故障も少ないです。
太陽電池モジュールの寿命は20年から30年程度と非常に長く、一度設置したら長く同じ機械を利用し続けられます。
ほこりや泥などがつきにくい太陽電池モジュールも登場しています。
しかし、汚れを放置していると発電力が下がってしまうので、定期的に点検するのは忘れないようにしましょう。

太陽光発電を取り入れるデメリット2つ

太陽光発電のデメリットを2つ紹介します。
あらかじめ太陽光発電のデメリットも理解しておけば、万が一の際にも冷静に対応できます。
コスト面、技術面のデメリットを詳しく見ていきましょう。

設置に多額の費用がかかる

太陽光発電は設置費用が非常に高額です。
家庭用の太陽光発電に必要なアイテムを一式揃えて設置する場合、少なくとも100万円以上は必要です。
多くの電力を生み出すためにはそれだけたくさんの太陽電池モジュールを揃えなければなりません。
設置場所、ブランド、取り入れる機械によっても価格は変動しますが、いずれも初期費用がなければ取り付けられません。

天候や地域によって発電量に差が出る

太陽光発電は太陽という自然の力を借りて電力を作るため、機械のようにどこでも誰でも同じように電力を受け取れるわけではありません。
日照時間が少ない地域、雨やくもりが多い地域では年間の発電量が少なくなります。季節によっても発電量が違います。
さらに、送電線が使える場所でなければ太陽光発電は利用できません。
余った電力を電力会社に売りたいと考えていても、設置場所によっては販売できない可能性があります。

太陽光発電の仕組みを理解しよう

太陽光発電の仕組みについて解説しました。
太陽光発電は、太陽の力で電気を作る地球や環境に優しい発電方法です。
地球のため、未来のために今後も大切なものですが、普及にはまだ課題もたくさんあります。
太陽光発電を取り入れる前に仕組みをよく理解して、本当に取り入れるべきか、費用や得られる電力は適切かなどを考えてみましょう。

ReoLabo編集部

ReoLabo編集部

ReoLaboでは(リオラボ)では、住宅購入、リノベーションを検討している方向けに、住まいに関する情報を発信していきます。

関連記事

ご予算シミュレーションまずは試算してみよう!
シミュレーションする
ご予約・お問い合わせ
ご予約・お問い合わせはこちら
ご予算シミュレーション
360度内見ツアー
コラム