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太陽光発電の仕組みと課題

太陽光発電の仕組み

太陽光発電は「動きやすい」電子(伝導電子)を多く持った半導体と伝導電子がやや少なめで、電子が足りない場所(正孔)が多い半導体の2種類の半導体を積み重ねてできた太陽電池に光エネルギーが注がれると電流が流れる仕組みを使って発電する方法です。

これ以上は専門的になりすぎるので、解説は他のサイトに譲ります。気になる人は、「光起電力効果(ひかりきでんりょくこうか)」、「pn接合」などで調べてみてください。

太陽光発電の特徴

1.発電時のエネルギーロスが少ない

火力発電は、化石燃料を燃やして得られる熱エネルギーで水を熱し、そのときに発生する蒸気でタービンを回し、発電機を回して電気を作ります。発電に至るまでにエネルギーが熱→運動と変化するので、その分エネルギーのロスが発生します。

対して太陽光発電では、太陽の光エネルギーから直接電気エネルギーを作り出すことができるので、エネルギー効率が高くなっています。また、電力を消費する場所に直接設置できるので、送電に伴う損失も少なくなります。

2.昼間のピーク時の電力供給に適している

太陽光発電は、特性上昼間にしか発電できませんが、その昼間というのは電力の需要が大きい時間帯です。原子力発電や大規模な火力発電のように、需要が少ない夜間も発電を続ける必要がないので、無駄な発電を減らすことができます。そのため、設備が大きくなっても設備の大きさあたりのコストが増えにくく、昼間のピーク需要に対応するのに適しています。

3.遠隔地の電源として期待できる

送電設備がない山岳部や農地などの遠隔地の電源として活用することができます。太陽光が当たる場所であればどこでも発電できるので、海沿いなどで発電して需要場所まで電線を引くなどの必要がなく、コストの関係で電線が引かれていない箇所でも発電できます。

太陽光発電の課題

1.発電コストが高い

技術の進歩や太陽光発電の普及により太陽光発電の導入コストは下がってきていますが、更なる普及のためにはこの導入コストをさらに下げる必要があります。

2.建設用地の制限

大規模に発電するには、太陽光電池を設置する広大な用地が必要になりますが、その候補に耕作放棄地があります。しかし、農地を農業以外の用途で使うことを制限している「農地法」の規制の中に、耕作放棄地も含まれています。

2013年3月に農林水産省が新たに指針を発表して、パネルの下で農業を継続できるようにすることを条件に、農地に太陽光発電設備を導入することが可能になりました。

しかし、耕作放棄地の取り扱いについては検討課題のまま残っているので、農水省の迅速な対応が望まれています。

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