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太陽光パネルの仕組みと自然環境への効果

1.太陽光発電パネルはどういう仕組みで発電するか

太陽光パネルは一体、どのようにして発電をしているのでしょうか。
パネルには、セルと呼ばれる太陽電池がまとまって配置されることで「モジュール」となります。そのモジュールが直列や並列に接続されて、配列されたものを太陽電池パネルと呼ばれます。

太陽電池パネルによって、太陽光から電子の流れを生み出すことによって発電しています。そのため電子の流れ、つまり電流をより多く取り出すことが重要となるのですが、それを解決したのがなんと1905年に発表されたアルベルト・アインシュタインの光量子仮説と言われています。

学説的な話はここでは詳しく致しませんが、より多くの電気を生み出せるように太陽光パネルは改良され続け今日に至っています。太陽光発電でポイントとなるのは、「電流」そして「電圧」です。光電効果を最大限に引き出した電流を最適な電圧に変換することによって安定した発電が見込めるのです。
また、影が差した場合でも、ある程度は発電量を確保してくれるような仕組みにもなっています。(影が太陽光パネルに影響する仕組み

また高い発電効率を実現するためには、シリコンのような半導体と呼ばれる素材が有効であると分かり、現在の市場で最も普及されている素材となっています。そして最近では、シリコンに変わる化合物系の次世代太陽光パネルでは「CIS太陽電池」も登場しております。(ソーラーパネル素材の種類と多様なメリット

2.化石燃料と比べ、どれくらい温室効果ガスの削減効果があるか

温室効果ガスとは、地球温暖化の主な原因とされているCO2等の気体のことです。それは電気を発電する際にも発生しているため、近年では徹底した削減が求められています。

従来の発電方法では、火力発電や天然ガス発電など化石燃料を使用して電気が発電されます。しかし太陽光発電は、発電時に燃料を必要としない為ほとんど温室効果ガスが発生しません。

電力ごとの温室効果ガス排出原単位
種類 温室効果ガス排出原単位
電力全体の平均 約360g - CO2/kWh
化石燃料火力発電全体の平均 (石油、石炭、天然ガスなど) 約690g - CO2/kWh
太陽光発電の平均 約17~48g - CO2/kWh

(出典:中央環境審議会 地球環境部会「目標達成シナリオ小委員会」資料)

太陽光発電は、太陽電池を利用して日光を電力に直接変換しますので、発電中は燃料不要となります。上記の通り、温室効果ガスの排出量が大幅に削減できるため、CO2削減を実現しなければならない日本政府は現在次世代エネルギーとして推進しているのです。

また他の発電方法とは違い、原料採鉱・精製を行う必要がありません。そのため採掘から廃棄に至るまでの排出量を含めても、非常に少ないCO2排出量で電力を供給することができます。発電出力がまだ限定的で火力発電等の代替としては成立していませんが、産業用太陽光発電制度(全量買取制度)も誕生したことにより急激に普及が進んでいます。

将来的には、より発電効率の高いパネルの研究開発が進んでいることもあり、火力発電に並ぶ実用性を備えるようになるといわれています。(太陽光パネルの発電効率の現在と未来

このように太陽光発電は長期的な発電ライフサイクルの中で、より環境に優しく安全な発電方式であるだけでなく、温暖化対策手段や新たなエネルギー源として実用的な性能を有しているのです。

3.自然環境のためにも、太陽光発電で節電意識を高めましょう

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太陽光発電をご家庭に導入すると、専用装置やテレビに繋げて「電力モニター」を見ることができます。
このモニターには発電して電気を売った量だけでなく、今現在使用している電気量も数値化されて表示されます。

売電収益は余剰電力の量によって決まりますから、使用電力を極力減らすことはとても重要となります。設置している方は生活しているうちにそのモニタを無意識に確認して日中の特に太陽光発電が稼働している時間帯は家庭内の使用電力を削減する意識を持っています。

エアコンやテレビ、照明など電気をよく使用すると分かっていても、なかなか意識的には利用を控えることは難しいものです。しかし、現在の使用電力がリアルタイムで数値として見えることで、それだけでも大きな節電効果となります。

「エアコンを切ったら、こんなに違うのか」「テレビって思ったより電気を使うのね」「1つの部屋に照明をまとめたら、省エネ効果バッチリ」という風に、ご家庭で電気使用状況を考えるきっかけとなるのではないでしょうか。

太陽光発電は売電収益をもたらすだけでなく、日々の生活家電の利用方法についてご家族で話し合うきっかけを与えてくれるものとなります。ぜひ、太陽光発電を導入して、収益以外にも省エネ効果を最大限にして光熱費をカットしませんか。

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