産業用太陽光発電システムのソーラーフェニックス

しくみ2

太陽光発電とは


太陽光発電システムのしくみ

太陽光発電システムとは

太陽光発電システムとは

太陽光エネルギーを太陽電池によって電気エネルギーに変換して発電するしくみのことです。太陽電池モジュール(ソーラーパネル)によって発電された直流電気は接続箱に集められます。この電圧や電流の不安定な直流電気をパワーコンディショナ(変換機)によって安定した出力の交流電気に変えます。配電盤につなげれば一般家庭にあるいろいろな電気器具が使用できるようになります。また余剰電力(10Kw以上の産業用は全量)は、電力量メーターを通じて電力会社へ売電されます。
主な部材として下記のようなものがあります。



太陽電池(Solar Cell)

太陽光エネルギーから電気エネルギーが生まれることは、19世紀前半フランスで発見されました。しかし、実際に発電が可能になったのはそれから半世紀ちかくのちにアメリカで発明されました。しかし、当時の変換効率はわずか1%でした。1954年アメリカのベル研究所で世界初の結晶シリコン太陽電池が開発されました。これが、現在世界中で普及している太陽電池のルーツです。1958年、世界で四番目に打ち上げられたアメリカの人工衛星(ヴァンガード1号)に世界ではじめて太陽電池が搭載され、駆動された通信機は6年間以上も電波を発信しつづけました。こうして太陽電池は実用化へ向けて大きく踏みだしました。

太陽電池モジュール(太陽光パネル)

太陽電池モジュール(太陽光パネル)

モジュールは太陽電池を数枚~数十枚接続してひとつの大きなパネル(板)状にしたものです。一般的には太陽光パネルともいいます。通常150cm~200cm X 90cm~100cmの大きさで、15Kg~20Kgの重さのモジュール(パネル)が使われます。複数のモジュールを架台に設置して発電システムを作りますが、モジュールのまとまったものをアレイと呼びます。家庭用なら数枚から数十枚、メガ・ソーラー発電所なら数千枚から数万枚のモジュールをならべて発電システムを造ります。

モジュールを組み立てるためには、さまざまな部材が必要となります。耐久性強化のためのバックシート、太陽電池を保護するための表面ガラス、さらにパネルぜんたいを囲むアルミフレーム(枠)など、それぞれの部品を組み立てて最後に充填剤で密封します。こうして太陽電池モジュールを風雨や雪、雹などの湿気や衝撃から守ります。

パワーコンディショナ

ソーラーパネルによって発電された電力はパワーコンディショナによって変換されます。電圧や電流の不安定な直流電気は安定した出力の交流電気に変えられます。このとき変換効率が高いほど、多くの電力量を得ることができます。変換効率が95%以上のパワーコンディショナならば高効率のものといえます。
パワーコンディショナには通常の場合、自立運転用コンセントが付いています。もし万一停電の場合には、ソーラーパネルによって発電された電気を使うことができます。つまり、災害時の緊急用としても太陽光発電システムは有効です。

架台

架台

太陽光発電モジュールを設置するためには、それぞれの場所に適した架台を選ぶ必要があります。住宅の屋根、ビル屋上、平地、山林などさまざまな設置環境があります。たとえば、屋根ひとつとっても瓦屋根、スレート瓦、鋼板葺きなど屋根材によって架台を選びます。
地上設置の場合はさらに多岐にわたります。硬い地面か柔らかい地面か、砂地か泥濘地かによっても架台を選択する必要があります。平地、山の斜面、海岸沿いなどによって架台を選びます。また地域によって積雪や強風にも対応する必要があります。




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