太陽光発電の基礎知識

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太陽電池の基礎知識

太陽光エネルギーの利用と言うと、太陽熱温水器(太陽の熱エネルギーで水を温める装置)を思い浮かべる人も多いかと思います。また、太陽光発電が太陽の熱エネルギーを利用して発電していると誤解されている人もいるかもしれません。まず、最初にご理解いただきたいのは、太陽光発電とは、「太陽からの光エネルギーを電気エネルギーに変換」して利用する発電方法だということです。

メリット

1.エネルギー源が膨大で非枯渇
太陽は無尽蔵で無償、しかも資源枯渇の心配が無いエネルギー源です。

2.クリーンなエネルギー源
発電時には二酸化炭素を排出しないので、自然や生活環境を損なう心配がありません。

3.だれでも電気を自給できる
電気は電力会社から購入するだけではありません。
太陽光発電システムがあれば電気を自給することができます。さらに、余った電気は電力会社が買い取ってくれる制度があります。

デメリット

1.太陽光エネルギー密度が小さい
太陽光発電システムで大きな電力を得るためには、比較的大きな面積が必要です。

2.気象条件、設置場所によって発電量が変わる
晴れの日と雨の日、また、太陽電池を設置する方角によって発電量は変わります。

3.蓄電機能がない
太陽電池は光を電気に変換する装置であり、蓄電機能はありません。
つまり、雨の日や夜間などは電力系統に接続するか蓄電池(バッテリー)と組み合わせるなど工夫が必要です。

 

 

太陽電池の呼び方

太陽電池モジュールはそれ単体で用いられる事は、道路標識などの小型照明を除いて稀です。
大型システム(住宅用系統連係型システムなど)では複数の太陽電池を直並列につなぐことでまとまった電力を取り出します。

セル

電気を起こす最小単位です。


モジュール

電気を取り出す最小単位です。畳の半分くらいの大きさです。


アレイ

モジュールを複数枚並べて接続したものをいいます。



 

 

 

 

 

 

余剰電力について

晴天時に、太陽光発電システムでの電力量が家庭内の消費電力を上回った場合、余った電力は電力会社に売ることが出来ます。さらに、電力会社と「時間帯別電灯契約】(※1)を結べば、電気単価の高い日中は昼間の単価で買い、その約1/3~1/4の料金で夜間の電力を購入できます。

(※1)「時間帯別電灯契約」については電力会社により内容が異なります。ご利用されている電力会社へお問い合わせください。

オール電化住宅と太陽光発電システムとを組み合わせれば、電気代が高い日中は太陽光発電からの電力を使用し、電気代が安い夜間に電気温水器や蓄熱式暖房機などを使用して経済的なプランも可能です。

 

 

住宅用太陽光発電システム

住宅用太陽光発電システム(系統連結型太陽光発電システム)の仕組みは、
太陽電池で発電した電力を、パワーコンディショナで直流から交流に変え、家庭内に供給するとともに、
昼間の余剰電力は売電し、足りない場合は、買電するというシステムです。

1.太陽電池
太陽光エネルギーを電気に変換します



 

 

 

 

 

2.接続箱
直流開閉器を内蔵し、電流の逆流を防止するとともにサージ(雷などによる突発的な過電流)を吸収します。



 

 

 

 

 

3.パワーコンディショナー
太陽電池で発電した直流電力を交流に変換。システム全体の運転を自動管理します。



 

 

 

 

 

4.分電盤
電力を住宅内の負荷に分配します。



 

 

 

 

 

5.交流開閉器
システム点検時にシステムを遮断します。

 

6.電力量計
売電用メーター:電力会社に売却する余剰電力を計算します。
買電用メーター:電力会社から購入する電力量を計算します。



 

 

 

 

 

 

停電時の発電について

太陽光発電システムのパワーコンディショナに設置されている緊急用のコンセント。

停電すると、パワーコンディショナも停止しますが、太陽光発電によって発電されている場合

この非常用コンセントから電力を供給することができます。

ただし、使用できる電気容量1500Wまでに限られています。

自立運転コンセントとも呼びます。

 

非常電源ユニットとしてバッテリー(蓄電池)を備えていれば、
発電所からの送電が遮断された状態(停電時)においても電力を利用できるようになります。

停電時の晴天日の日中は、「太陽電池出力」>「家庭内負荷」であれば、
太陽電池で発電した電力の一部をバッテリーに蓄えるとともに家庭内負荷へ電力を供給します。
逆に、「太陽電池出力」<「家庭内負荷」であれば、
太陽電池出力にバッテリーからの電力をプラスして家庭内負荷へ電力を供給します。
停電時の雨天や夜間は、バッテリーに蓄えた電力を家庭内負荷へ供給します。

非常用電源ユニットを備えた太陽光発電システムは、災害発生による停電時においても
自家発電により必要な電力を供給することができます。
公共施設や避難場所となっている施設に設置すれば、非常に有効なシステムと言えます。

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