太陽光発電とは

太陽光発電とは

 

太陽光発電とは?

太陽光発電Photovoltaic power generationは自然エネルギーである太陽光を使って発電する発電法である。Photoは光学的なという意味の接頭辞でvoltaicは化学的な起電すなわち電気を起こすこと、generationは生成を意味する名詞なので、忠実に和訳すると光学的(および化学的に)起電して動力を生成する(システム)という事になる。化学的とあえてここで記したのは、風力、火力、水力など多くの現行の発電法が、そのエネルギーによってタービンやモーターを回転させる運動エネルギーへの変換によって起電する物理的手法であるからである。太陽光による発電の機材としては、太陽電池が挙げられるが、その種類とシステムは数多く、素人には解説が難しい。しかし、パネルによって取り込まれた光エネルギーによって電荷(別項電気とは何ぞやに詳細記述)を増幅し、電流を生じさせるという基本構造には変わりがなく、化学的反応chemical reactionによる発電だと位置づけることができる。 石油、石炭、天然ガスなどの生物起源の化石燃料は埋蔵量が限られているため、使い続けると、いつかは無くなってしまう。しかし、太陽の光や風、潮の満ち引き、地熱などのエネルギーは気候や周辺の物理的条件などさえそろえば、突如無くなることは無く、私たちが多少発電に使ったところで枯渇することは無い。このように使用する速度よりもあたえられる速度が速く、ほぼ恒常的に使用できるエネルギーを再生可能エネルギーと呼ぶ。わが国は自前の石油資源を殆ど(領海内にいくつかあるとも言われているが、調査段階である)持たない資源貧乏国であるのでエネルギー政策の転換が急務であり、太陽光発電は注目されている。

太陽光発電に必要なもの

通常の発電と同じく太陽光発電には様々な装置がいる。一般的に家庭に導入されることが多い独立型太陽光発電でもその手法によって使うものが各々異なるが、太陽光が当たり、エネルギーに変換する太陽光パネル(太陽光電池)、そのエネルギーをパワーコンディショナーに送る接続箱、パワーコンディショナー、分電盤、電力計などが使われる。パワーコンディショナーは直流で送電されてくる電流を交流に変え、一般の電化製品に適合する形にする装置である。インバーターとして紹介されていることが多いようだ。分電盤は、私達がよく見る家庭のブレーカーのような役割をし、各部屋に電気を送り込む装置である。また、電気を売るときには外部への送電口の役割も果たす。発電量は電力計でその都度チェックできる。 また、太陽光パネルを設置するのに十分な強度のある屋根、ないし地面、固定器具なども必要になってくる。無論日照も必要である。設置の前に自分の家屋が太陽光発電に向いているか、業者にチェックしてもらったうえで見積もりしてもらおう。どの業者も設置場所の面積や希望発電量等を鑑みて好適なシステムを提案してくれるはずである。 太陽光パネルの使用期間は平均して20年ぐらいだと言われる。ただし、減価償却資産として役所に届ける場合は9年と表記せねばならない。また、パネル自体の耐久性は比較的高いが、前述した各種機器の兼ね合いもあり、太陽光発電のシステム自体は10年ぐらいが寿命だと言われ、メーカーもその期間に準じて保証を行っている。

太陽光発電のメリット

太陽光発電の長所は何と言ってもいくら使っても太陽光という動力源が無くならないという点にある。人類全体から見ると、気象その他の物理条件の問題は多少あるものの、太陽が頭上にない国というのは地球上どこにもない。石油や石炭、天然ガスなどは古代の植生によってその埋蔵量が大きく変化してしまう。無論、太陽光も光線量が緯度によって差があるので平等とはいえず、発電には向き不向きがある。しかし、日本に限って言えば、全体的に保有する資源の少ないわが国のようなエネルギー条件的に不利な国が自国の資源のみで発電できるという事はとても大きな意味を持つ。太陽光は政治に供給が左右されず、独立した資源であるため、油田のように開発権を巡って他国と争う事もしなくてよく電力という事に関しては(工業材料はまた別の話だ)輸出国の政情不安に市場がいちいち反応しなくても良いという国益を生じさせると言える。 太陽光発電所は他の発電所よりも小さな面積でも設置ができ、光エネルギーを取り出し保存するのに大きな危険を冒さずとも良いという面もある。石油や天然ガス、石炭の採取には地面を掘削せねばならず、危険が常に付きまとう。これらは引火しやすく、輸送用のタンクローリーなどに事故があると爆発炎上して大惨事になってしまうので特殊な容器が必要になるが、太陽光は常に降り注いでいるので安全性が高い。 ほかに、温暖化につながる排気がない、発電時も比較的静か、夏の日中等電力消費のピークにも対応が可能と言った利点が挙げられる。

太陽光発電のデメリット

太陽光発電による生活は快適なものだが、物事は必ず正の方向にばかり働くものではない。太陽光発電にはいくつかの弱点があることも覚えておこう。各電力会社からの送電に比べて機材の設置コスト等が高く、キロワット単位の電気代がやや高くなりがちだという事、パネルなどの機材を設置するスペースがある程度必要で屋根などに取り付ける場合は荷重に配慮しなければならないこと、また、屋外に設置することが最低条件であるため台風や落雷、突風、雹、雪の重みなどで破損する可能性があること。埃がつくと発電量が落ちるため、定期的な清掃が必要になり、特に黄砂や花粉が飛散する時期はその頻度を高くせねばならない事、日の出ていない夜間は発電できず、蓄電か、買電で対応せざるを得なくなること、日中でも雨や雪、曇天等の気候変動で発電量が大きく左右されてしまう事などが挙げられる。 天候がよくとも、日光を遮蔽する建造物がある場合、太陽光発電は充分な効果を得られない。建売住宅などが太陽光発電をセールスポイントにして売買契約を結び、その後近隣に大型で高層のビル、もしくは電波塔、モニュメントなどが建造されて必要な日光を得られなくなった場合は誰がその発電量を保証するのかといった問題もある。また、総数の増加によって業者の不慮、もしくはさかしらな行為でパネルなどの設置が発電をするのに不十分な状態もしくは強度に不安があり、安全上の問題から撤去をせざるを得なくなった場合の保証はどうするのかと言った取り決めをあらかじめ取り決めておく必要もある。

コストは?

実に残念なことだが、現時点の太陽光発電の発電効率は化石燃料に比べてやや低く、若干割高になっている。ただし、安全性やいざというときのポテンシャルは群を抜いているのでセーフティーネットとしては有用な投資である。また、燃油価格が高騰するたびにすわ電気料金値上げかと身構えなくともいいという事はお金では買えない安息である。 各社3キロワットあたりの価格を太陽光パネルの定価として発表しているが、160から180万ぐらいが相場だそうだ。因みに最初のころはキロワットあたり数千万だったと言われていて、宇宙開発など限られた分野にしか使われてこなかった。 構成人員が4人の家庭の電気代は約1万円程度だと言われている。仮にすべての使用電力太陽光発電とで賄えるとすると、年12万円となる。システムの耐用年数が10年だとするとその期間の使用電力の価格は120万円となる。構築やメンテナンスの費用を考えると予算は200万は欲しいところであるので、残りの80万円分を売電で賄えれば上々だろう。月にざっと6700円売電できれば何とか賄える試算である。無論、これはあくまでも単純な計算で予想外のトラブルを考えると売電量は多いに越したことは無い。太陽光発電は立地条件が良ければ十分にもとを取れると言われている。砂漠地帯などでは効果が高いそうだ。最も高温になりすぎると出力が落ちてしまうという欠点もあるが。 中には発電量が当初の見込みから少なかった場合、保証をしてくれる業者もあるというので気になる方は問い合わせてみるといいだろう。

なぜ今太陽光発電なのか?

昔からソーラーエネルギーの利用は盛んにその道が探られていた。子供達の理科の教科書に太陽光パネルの写真が乗せられるようになって随分経つ。しかし、最初のころは高額で現物を見ることなどとてもできなかったという。しかし、今や家屋の屋根にパネルが乗っている光景が日常のものになる時代が到来している。1760年代にイギリスで産業革命が始まるまでは人か、馬か、牛、風力、水力程度しか動力源がなかったことを考えると私たちのエネルギー利用はすさまじい速度で変化してきたと言える。 何故ここまで太陽光発電が進歩するに至ったかは、様々な要因が説かれている。しかし、私達が太陽光発電に心を寄せる動機は不安であることに違いはない。21世紀を生きる私たちのエネルギー事情は前の世紀に比べて芳しいとは言えない。温暖化もその1つである。石油、石炭、天然ガスなど化石資源だけに限っても、先物取引の活発化による価格高騰および枯渇の心配、または各国の政情不安による資源輸出の制限、人口の増加によって増す需要等挙げきれないぐらいの不安がある。代替エネルギーとして期待されていた原子力も相次ぐ事故で何やら先行きが不透明になってきたと各国首脳は顔を見合わせている。私達は今まで使っていた資源ではとても世界の電力需要を賄えないという事がようやく分かってきたのである。 また、行き過ぎた工業化の流れに嫌気がさして山ガールなど自然を恋うる人が増えてきたという事も追い風になっている。太陽光発電は環境愛護のひとつの旗印となりつつあるのである。


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