太陽光発電システムの仕組み

重量物のトータルプロバイダー　武蔵ロジスティクスより、重量工事業・太陽光事業・重量物輸送事業と様々なジャンルからの事例をご紹介いたします。

こんにちわ。技術サービス部　太陽光事業担当の鈴木です。

予定変更で申し訳ありませんが、今回から数回にわたり、ピンチヒッターとして文系アシスタント鈴木が素朴に感じた疑問解消をテーマにお送りします！

 

どうして太陽の光が電気になるの？

太陽光が電気になる、今ではあたりまえの概念ですね。

でも、じゃあどうして太陽の光が電気になるの？　という問いに答えられるひとは意外と少ないのではないでしょうか

「ぼーっといきてんじゃねーよっ！」　5歳の女の子に叱られてしまうかもしれませんね。

（NHKさん、ごめんなさい。ファンなので、つい真似してしまいました）

太陽光発電システムの仕組みを、二回にわたり簡単にご説明していきたいと思います👉

 

そもそも、電気が流れる仕組みとは

太陽光発電システムを理解するにあたり、まずおさえておきたいのが「電気が流れる仕組み」です。

物質には、

電気を通しやすい物質＝　「導体」　EX：銅やアルミニウムなど金属

電気を通さない物質＝「絶縁体」　EX：ゴムや空気、純粋な水など

があります。この違いは何なのかというと、「自由電子」の数の多さの違いです。

自由電子＝原子との結びつきが弱く、外部からエネルギーが加わると原子の外へ飛び出す電子のことで、

「導体」＝自由電子の数が多い→電気は通りやすい

「絶縁体」＝自由電子が少ない（ORない）→電気は通りにくい（通らない）

となります。次の図で、もう少し詳しく見ていきましょう。

自由電子の働き

金属の原子核はきれいに並んでおり、原子核の周りには自由電子がいます。

 

導体に電圧をかけると、自由電子がプラスの電気にひかれて原子核から飛び出します。

このようにして、自由電子が流れていくのが「電気が流れている」状態です。

対して、絶縁体は原子核と電子の結びつきが強いため、原子核から飛び出していく電子（＝自由電子）がありません。そのため、電子が動けるのが原子核の周囲だけ。

　⇛

図３右図のように、電圧をかけても電子はプラスに引き寄せられるだけで、原子核から飛び出すことはできないので、電気は流れていきません。

以上が、電気が流れる、流れないの違いです。

 

さて、いよいよ本題に入りましょう。

地球上には、導体でもあり、絶縁体でもある、２つの性質をもつ物質が存在します。

それが、「半導体」です。

半導体とはその名が表す通り「半分、導体」のこと☝。

つまり、導体と絶縁体の中間の性質をもっているのです。

 

導体と絶縁体の中間の性質とは

「中間の性質って、どういうこと？」

環境状況によって、導体になったり絶縁体になるのが「半導体」の特徴です。

半導体の代表といえば、シリコン。シリコンは、

温度が上がると導体となり、温度が下がると絶縁体となる性質を持ちます。

そして太陽光を電気に変える最重要アイテム、太陽光パネルは「半導体」で作られています。

でも、ちょっとまって。

「半分より、普通に導体の方がより多く電気を作れるんじゃないの？」て、思いますよね。

ここから、少し話が難しくなってしまうため、文系の鈴木でも理解できる内容でご説明すると、

導体の中には、自由に動き回ることができる電子＝自由電子が多く存在しており、自由電子が自由に動き回れるおかげで、電気が流れていくとご説明しましたね☝

導体で太陽電池を作ってしまうと、電子が原子核の外へ飛び出してしまうため、効率よく電気を回収することができないのだそうです。

その問題を解決できるのが、半導体！！　　

半導体の中の電子は物質内にとどまってくれるため、電極に繋ぐことで効率よくエネルギーを回収することができるのです。

考えたひと、すごいですね～。

最近は、屋根にパネルを取り付けて自家発電をしているご家庭や、広大な敷地に太陽光パネルを設置している企業様もよく見かけますね。

空気を汚さない、太陽の力をかりて電気を生み出すクリーンな再生可能エネルギー「太陽光発電システム」。

ご興味を持たれたら、ぜひ武蔵ロジスティクス　技術サービス部まで、お気軽にお問い合わせください。

ここまで長らくお付き合いくださり、ありがとうございます。次回は、太陽光パネルの中では何が起きているか、図とともにもう少し詳しく解説します。楽しみにして頂けたら幸いです。

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