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太陽光発電でどのように電気が得られる?その仕組みをご解説


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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。

 

 

太陽光発電で電気を使用する仕組み

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。

 

 

余った時や、日照りが無いときはどのように機能する?

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。

 

1.余った電気を売却できる

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。

 

2.電力会社からも電気が供給される

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。

 

 

まとめ

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、その大きな流れを本記事でご理解頂けると幸いです。

2015/08/04