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太陽光発電システム

太陽光発電システムの概要

太陽電池の仕組み

太陽電池は2種類の半導体を張り合わせたようになっていて、一方がマイナス電子を多く持った状態のN型シリコン、もう一方がプラスの電気を多く持った状態のP型シリコンと呼ばれています。

この時、太陽電池に太陽光が当たるとシリコンの中から電子が飛出しN型半導体は電子で、一方でプラスの電子を持つ「正孔」が発生するP型半導体はプラスの電気で満たされます。

右の図のように負荷をかけることで電流が流れます。この時にシリコン以外の素材を使うことでも同様の効果が得られ、既に、様々なタイプの太陽電池が実用化されています。

太陽光発電の意概念図

設置の流れ

通常、数日で完了してしまう太陽光発電システムの工事ですが、工事は様々な工程を経て進められてゆきます。代表的な工程をご紹介いたします。

支持金具の取り付け
支持金具の取り付け 支持瓦

支持金具や太陽電池モジュールを支える役割を果たすので、大切な部材です。メーカーごとに設置間隔が決まっていて耐久性を左右するため一番大事な工程です。雨漏りするかどうかも支持金具の設置方法いかんで決まります。

工法によっては右のような金属製の支持瓦を用いる場合もあります。

架台の設置
架台の設置

太陽電池モジュールはこの架台の上に固定されます。縦だけでなく、横にも架台が取り付けられる製品もありますが、コスト削減の観点からこの製品のように、縦の架台のみ設置する製品が増えています。

既築の住宅に設置する場合、構造材の乾燥などに伴って屋根に高いところと低いところができているため、この調整が必要になります。この調整ができていないと太陽電池モジュールを架台に設置する際にきちんと固定することが難しくなります。

太陽電池モジュールの設置
架台の設置

皆様がよくご覧になる太陽光発電システムらしくなってきました。この段階では太陽電池モジュールのアースの配線工事なども完了しています。

続いて、室内の電気工事で太陽電池モジュールの出力ケーブルをまとめて接続箱からパワーコンディショナーにつなぎ、交流電気に変換して家庭で利用もしくは電力会社に売電することとなります。

太陽光発電で設置する主な機器

太陽光発電システムを設置することで身の回りにシステム関連の機器が増えます。屋根の上の外観が変わるだけでなく、モニターで発電状況を確認したりすることで、楽しみが増えます。

モジュール

太陽電池モジュール

太陽光を受けて直流電気を発生させます

パワコン

パワーコンディショナーと接続箱

太陽電池モジュールで発生させた直流電気を交流電気に変換します

モニター

モニター

太陽光発電システムの発電状況を表示します

漏電ブレーカー

太陽光発電用漏電ブレーカー

太陽光発電システムのために独自の漏電ブレーカーを設置します

売電用メーター

買電メーター

電力会社にどれだけの電気を売ったかを表示します

太陽光発電システムのメリット

太陽光発電システムは環境にやさしく、固定価格買取制度で売電も楽しめます

1.地球環境にに対して大変やさしい発電方式
原子力や火力発電は、発電する際に放射性廃棄物や二酸化炭素など私たちにとって有害な物質を発生させますが、太陽光発電はこうした物質を全く発生させることがありません。
2.太陽の光が生み出すエネルギーは無限
石油や石炭など化石エネルギーは有限であり、しかも発電のためにすべてを使い果たしてしまうことはできません。これに比べて太陽が生み出すエネルギーは膨大で太陽自体の寿命も数十億年が見込まれています。
3.メンテナンスはほとんど必要なく、期待寿命もかなり見込めます
直流電気を交流電気に変換するパワーコンディショナーは10年程度で交換する必要がありますが、太陽電池自体には劣化する部分がほとんどなく、故障も少ないため20年程度継続して利用できると考えられています。
4.電力会社による買取価格の引き上げで償却期間が短くなりました
これまでに比べて電力会社による買取価格が引き上げられたため、これまで20年近くかかっていた償却期間が短縮され、短期間で設置にかかる費用の元を取ることが可能になりました。

 

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