「太陽光発電」の進化について|最新省エネ技術|最新の電力事情を紹介するコラムです

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最新省エネ技術

掲載日:2017/12/06

「太陽光発電」の進化について

「太陽光発電」の進化について

今回はタイトル通り「太陽光発電」進化について色々と書いてみたいと思います!

再生可能エネルギーの代表的な存在とも言える太陽光発電ですが、その普及にともない太陽光発電のシステム価格が低下していることはご存知の方が多いと思います。
10kW以上規模の全体平均で比較すると4年前の平成24年には1kW当たりのシステム費用は約42.6万円/kWだったのが平成28年には32.4万円/kWと約10万円ものコストで発電する事が可能になっています。

変換効率アップを目指して

そもそも太陽光発電とは「太陽電池」と呼ばれる装置を用いて、太陽の光エネルギーを直接電気に変換する発電方式の事ですが、ひとくちに「太陽電池」と言っても素材や構造の違いによってさまざまな種類や性能があります。

そんな太陽電池の性能ですが、その中でも気になる性能の一つとして「変換効率」が挙げられます!
変換効率とは読んで字の如く「光エネルギーを電気に変換する時の効率」の事です。
数値が高いほどたくさんの電気を生むことができますので、この「変換効率」の数値をアップさせようと世界中の研究者やメーカーがしのぎを削っているわけなんです。

※現在、私たちが取り扱っている太陽光発電システム(太陽電池)にも変換効率が約15%~20%ものまであり、本当に様々なのです。


・「シリコン系太陽電池」研究の最前線

太陽電池と言っても、大分類として何種類あるかご存知ですか?
この機会に代表的な下記の種類は覚えておいて損はないと思います!

・単結晶シリコン太陽電池
⇒太陽電池の元祖!歴史が古く、実用レベルでは最も変換効率が高い。耐久性・信頼性にも優れていますが、高価です…。

・多結晶シリコン太陽電池
⇒コストパフォーマンスに優れています。皆さんがよく見かけるパネルもこのタイプかも!?

・薄膜シリコン太陽電池(アモルファス)

⇒シリコンの厚さを極限まで薄くし使用量を可能な限り減らしたもの。一般的には低コストだが、変換効率も低いです。

・化合物系太陽電池
⇒薄くて省資源、量産しやすく低コスト製造が可能。製造時の環境負荷が低い。主流のシリコン不足解消のため他の比較的供給の安定している元素の組合せにより開発された太陽電池

・有機薄膜太陽電池
⇒有機半導体を材料とする太陽電池。現在研究が盛んに行われており、製造コストを大幅に引き下げられる可能性を持っていることから注目されています。

・色素増感太陽電池

⇒製品寿命などの課題に対する研究が行われていますが、光合成に似た発電メカニズムで低コスト化の可能性もあります。赤、青、黄、緑、紫、黒…等のカラフルな色が特徴。

この中でも世界市場の90%以上を占めているのが「シリコン系の太陽電池」で、特に「多結晶シリコン」が最も普及しています。
そんな結晶シリコン系は、更なる高性能を目指そうと世界中で研究されているのですが、なんと、現在このタイプで世界最高性能を達成しているのは「日本企業」なのです!
セル単位での変換効率は26.6%、モジュール単位での変換効率は24.4%で、別の日本企業も変換効率25%を超える数値を達成しており日本勢が世界をリードしています!
何だか嬉しくないですか??結晶シリコン系のさらなる進化に期待が高まります。
※セルは太陽電池の最小単位の素子。モジュールはセルを連結して板(パネル)状にしたもの。

日本人が発見!「塗る」新型太陽電池

新しい素材を使った太陽電池の研究もおこなわれています。最近注目されているのは、有機無機ハイブリットの「ぺロブスカイト太陽電池」です。
何だかよく分かりませんが…。

2009年に桐蔭横浜大学の宮坂力(つとむ)教授が世界で初めて報告したもので、宮坂教授はこの研究により、米国の学術情報会社から「ノーベル賞の有力候補」のひとりに選ばれています。
ぺロブスカイト太陽電池はまだ研究段階ではありますが、材料を基板に塗るだけという製造工程の簡易さから、圧倒的な低コスト化が実現できると期待されているそうです!

経済産業省も、日本企業ならびに大学・研究機関の太陽電池研究を支援しており、太陽電池の性能向上や低コスト化によって太陽光発電の電力コストを低くし、再エネの導入拡大を目指しています。

太陽光発電が日々進化していることは、何となくお分かりいただけたでしょうか?
時代も再生可能エネルギーを後押ししていますので、この機に導入を検討されては如何でしょうか。

ただ、LED照明への切替と異なり太陽光発電を導入するために必要な情報や費用感等、分からないことが多くあると思います。
そのような方は、再エネ導入の第一歩としてまずは私たちへの問合せから始めてみてください!どのような事でもお応えできる自信があります!

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