近年、日本では再生可能エネルギー活用の機運が高まってきており、それに伴い、再生可能エネルギーとして代表的な太陽光発電に注目が集まるようになりました。
太陽光発電といえば、家屋の天井や広い敷地に設置されたソーラーパネルのイメージを思い浮かべる方が多いかもしれませんが、そこから得られた電気がどのような仕組みによって家庭内で活用されているかご存知でしょうか？
今回の記事では、一般にはまだ広くは知られていないと思われる太陽光発電の仕組みについて、具体的にご紹介したいと思います。
太陽光発電のエネルギー源は、もちろん太陽の光になります。
その光をソーラーパネルが受け、ソーラーパネル内部に備え付けられている複数の太陽電池の機能によって電気が生み出されます。
太陽電池で生み出される電気の流れは、「直流電流」と呼ばれる性質になります。
直流電流とは、電気が常に一定方向へ変わらない力で流れる電流のことで、DC(direct current)と表記されることもあります。直流電流は、主に家電、モバイル機器、乾電池で使用されています。
一方で、電力会社が提供する電気は「交流電流」と呼ばれ、従来から私達が家庭のコンセントを通じて活用しているものです。
交流電流は、電気の流れる方向が周期的に交互に変化する性質があり、AC(alternating current)とも表記されます。
太陽光発電で得られた電気は直流ですので、交流に変換して私達が普段の生活で使えるようにする必要があります。
そのための装置が、「パワーコンディショナー」と呼ばれるものです。
パワーコンディショナーで交流に変換された電気が家庭内の分電盤に送られ、そして分電盤から各配線に電気が供給されます。
以上の一連の過程を経て、太陽光から生み出された電気が、家庭内で活用できる形になります。
なお、その他に必要な装置として「接続箱」と呼ばれるものがあり、太陽電池からの配線を一つの配線に取りまとめ、パワーコンディショナーへ接続するためのものになります。
多くの太陽光発電システムでは、「系統連系」と呼ばれる方式を採用しています。
系統連系とは、電力会社の配線に、ご家庭の発電システムを接続する方式です。
この方式により、次の2つのメリットが生まれます。
太陽光発電によって生み出された発電量が、消費電力量よりも大きくなった場合、その余りとなった電力を電力会社へ売ることができ、売電収入を得ることも可能になります。
なお、このように電力会社に対して電気を送ることを、「逆潮流」と呼びます。
太陽光発電システムは、エネルギー源である太陽の光が足りない場合は発電量が少なくなってしまいます。
また、日射の無い夜間はエネルギーを生み出すことができません。
しかし、系統連系であれば、既存の電力会社から電気をもらうことができます。
次に、仕組みについて理解をしたら、太陽光発電のメリット・デメリットを把握しましょう。メリット・デメリットを理解しておくだけで、注意点がよくわかりますので、失敗しない太陽光を選べますよ。
太陽光発電で発電した電気を自宅で使うため、電気代が安くなります。
すでに簡単に触れましたが、電力会社に高値で電気を売ることができます。発電した電気はまず自宅で使い、余った分を売電に回します。基本的には、すべての電気を使いきることはないため、売電収入を得ることができます。
太陽光発電を導入する際に、誰もが悩む初期費用の問題。太陽光パネル、モジュール、蓄電池など、必要な機器を購入すると100万円単位のまとまったお金が必要です。何年も昔のことを思えば、安くはなっているのですが、それでもまだまだ高いのが現状です。
ただ、安く抑えたいからといって、小さなパネルを選択するのは後々苦労することになります。設備が大きくなればなるほど、1kWあたりの費用は小さくなります。どんなに小さなパネルでも、工事にかかる費用は同じように発生するため、結局は発電量が小さなパネルのほうが、投資回収が遅くなってしまいます。
初期費用をかけても長期的にメリットのある大きなパネルにするか、長期的にメリットは少なくても、初期費用を抑えたいか、これは手持ちの予算による部分が大きいため、導入前には試算をしっかりとおこなう必要があります。
太陽光発電は、太陽光を受けて発電しますが、天気の悪い日や夜間には発電できません。日照時間が全国的に短い場所では、設置をしても投資回収するまでに時間がかかる可能性があります。
太陽光パネルは、メンテナンスフリーと言われていますが、雨風に日常的にさらされる環境では、メンテナンスが必要です。特に、パワコンについては10年で交換するのが一般的であり、長く使おうとすれば定期的なメンテナンスが欠かせません。
もし、メンテナンスをすると、高所の作業になるため工事費に加えて特別料金を取られます。当初の投資回収の計画にもメンテナンス費用は入れていない場合、投資回収が予定よりも遅れることになります。こんなはずではなかったと、後々になってから気がついて、がっかりしてしまうことも少なくありません。
見積を取る際には、事前にある程度メンテナンス費用を入れておくと、後でトラブルになる原因を防ぐことができます。実際には発生せずとも、年間2〜3万円ほど予算をとっておくだけでも、もし何かあった時に気持ちが楽になりますよ。
太陽光パネルの重量を知っていますか？実は、4kWのシステムで約500キロあります。屋根の上に常に500キロのものがのっていると思うと、少し不安になりますよね。パネルを取り付ける前には、まず屋根が重量に耐えられるか、そして雨漏りしないかを取り付け業者と調整する必要があります。もし屋根が重量に耐えられないのであれば、補強工事をしなければならず、その分の費用が上乗せされます。
また、雨漏りについては、ほとんど事例はありませんが、ほんの少しの人が経験しているようです。パネルの問題ではなく、取り付け業者の技術、知識、経験が関係しています。きちんと3つの要素がそろった信頼できる業者に工事をお願いしましょう。
太陽光発電が以前にも増して注目を集めていますが、再生可能エネルギーの固定価格買い取り制度がその一端を担っています。1kwあたりの販売価格は、一定期間固定で契約することが一般的ですが、その固定価格が徐々に安くなってきています。できるだけ高い値段で売るためにも、早めの契約がお得です。
そこで、資金がない人におすすめの方法として、太陽光ローンがあります。太陽光ローンとは、太陽光を購入することを前提としてローンで、通常のローンよりも低金利で借りることができます。各種金融機関がそれぞれ独自のプランを用意しています。
なぜ、低金利でローンが組めるかというと、太陽光の場合は1kwあたりの販売価格が固定で、しかも売買による安定的な収益も見込めるため、基本的には無担保で、審査が緩いことが特徴です。
太陽光ローンを選ぶ上で気をつけたいのが、金利がとても安いローンほど契約が難しく、金融機関によってその厳しさはばらばらということです。似たような内容のローンであっても、審査を通る銀行もあれば、通らない銀行もあるということです。また、ローンはあくまでも借金です。毎月の返済が必要となるので、自分の給料と向き合いながら、無理のない返済計画を立てることが大切です。
今回は、太陽光発電の仕組みを、電気が活用されるまでの流れという観点からご紹介しました。
太陽光を受けるソーラーパネルが必要であることはもちろん、その他にパワーコンディショナーと呼ばれる直流交流の変換装置や、接続箱も必要となります。
それら以外にも、買電のためには電力購入用とは別の買電用電力量メーターも必要となります。
また、太陽光によって生み出された電気を貯めたい場合は、蓄電池も必要となります。
なお、太陽電池からどのような原理で電気が生み出されるのか、その内部の詳しい仕組みは専門家による研究が進められている段階であり、そして極めて高度な技術的内容になることから本記事では割愛させて頂きました。
それでも、太陽光を源として、どのような装置を経由して、どのような過程で電気が使えるようになるのか、大きな流れはわかっていただけたのではないでしょうか。そして、メリット・デメリットを把握し、身の丈にあった太陽光発電を購入するようにしましょう。初期投資がかかるというデメリットはありますが、それをおぎなうローンもあります。太陽光発電をうまく使い、新しいエネルギー源として活用していきましょう。
2017/08/25
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