CHANGE(チェンジ) スマホで買える太陽光発電

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太陽光発電って、どうやって発電しているの?

f:id:nanba-r:20180413112639p:plain 「太陽光パネルに太陽光が当たると発電する。」

違和感のない文章に思えますが、なぜ太陽光が当たるだけで発電ができるのかと、気になったことはないでしょうか。太陽光発電は身近な存在になっていますが、意外なことになぜ太陽光で発電されるのかはあまり知られていません。

今回は、太陽光パネルの発電の仕組みについて、ご説明していきます。

光電効果(こうでんこうか)を利用している

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太陽光パネルは、「光電効果(こうでんこうか)」という現象を利用して発電をしています。さて、光電効果(こうでんこうか)とは一体どういう現象なのでしょうか。それを知るために、まずは、電子について知っておく必要があります。

電子とは、電磁現象の源となる非常に小さな粒のことで、全ての物質の中に存在しているものです。電子が動くことによって電気が流れますが、電子は原子核という物質に引っ張られていて、普通は、その原子核から自由に離れたり、飛び出したりすることはできません。

しかし、この原子核に紫外線などが当たると、電子は自由に飛び出すことができるようになります。この「光が当たると電子が飛び出す」という原理が、光電効果(こうでんこうか)です。そして、この原理を利用して、太陽光パネルは発電します。

太陽光パネルは半導体で構成されている

太陽光パネルが発電する詳しい仕組みの前に、パネルを構成している物質について知っておきましょう。

太陽光パネルは、半導体という物質で構成されています。半導体とは、電気を通しやすい導体と、電気を通さない絶縁体のちょうど中間の物質で、代表的なものは、シリコンが挙げられます。電気を通さないわけでもなく、また通しやすいわけでもありません。

現在の太陽光パネルの主流は、シリコンを使っているものが多く、種類は結晶シリコンや、アモルファスシリコンを用いたものがあります。他に、「Cu(銅)、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Se(セレン)」という物質を用いて作られたパネルも開発されています。

太陽光パネルが発電する仕組み

f:id:changex:20180412002918p:plain 太陽光パネルは、半導体で構成されていると前述しましたが、実際はP型半導体とN型半導体という2種類の半導体がセットになっています。それぞれ、P型半導体はプラスの電気を帯やすく、N型半導体はマイナスの電気を帯やすいという性質があります。

そのため、太陽光パネルに太陽光が当たると、プラスとマイナスの電子がそれぞれの半導体に移動し、パネルはプラスとマイナスの端子を持った電池の様な状態になります。そうなると電流が発生し、電気を取り出せるという仕組みなんです。

まとめ

いかがでしたでしょうか。今回は、太陽光パネルがなぜ発電するのかの仕組みについてご紹介いたしました。光電効果や、その現象を引き出すために半導体が用いられていることなどを紹介いたしました。

今後も、太陽光発電や再生可能エネルギーについての疑問にお答えしていきます。


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