環境

太陽エネルギー

太陽光発電とは？

地球上のすべてのエネルギーの源は太陽であり、太陽光から直接発電する太陽光発電は、熱エネルギーとして利用したり、電気エネルギーに変換したりすることができます。

再生可能エネルギー

太陽光発電は、石炭や石油などの地球資源を使わないので、再生可能なエネルギーといえます。 また、公害を発生させないクリーンな電力でもあります。

太陽光発電による熱供給

太陽光発電は、住宅や建物の暖房に利用することができます。 暖房用の太陽光発電は、熱を移動させるための機械的な部品を使用しないパッシブ型と呼ばれるものがあります。 パッシブ型は、冬の暖房やプールを温めたり、外に駐車した車を暖めるのにも役立ちます（冬は良いですが、夏の暑い日はそうでもありませんね）。

アクティブヒーティングとは、太陽の光で水や空気を温め、それを建物内に送り込み、すべての部屋に均等に熱を供給する機械的な設備です。

太陽光発電で電気を作る

太陽光発電といえば、太陽の光を電気に変える太陽電池が思い浮かびます。 太陽電池は光電池とも呼ばれ、太陽光を構成する粒子である「フォトン」と電気を表す「ボルト」が語源になっています。

現在、太陽電池は電卓や腕時計などの小型携帯機器によく使われているが、効率の良さからビルや住宅にも普及しつつある。 太陽電池はビルや住宅の屋根に設置することができ、余分なスペースを取らないのも良い点である。

電気を作るために使われる住宅の太陽電池

太陽電池の仕組みは？

太陽電池は、太陽からの光エネルギーを電気に変換する。 光子が電池の上部に当たると、電子が電池の表面に引き寄せられる。 このとき、電池の上層と下層の間に電圧が発生する。 電池の上部と下部に電気回路ができると、電流が流れ、電気機器に電力を供給することができる。

ビルや家庭の電力をまかなうには、たくさんの太陽電池が必要ですが、この場合、いくつもの太陽電池をつなげて大きなアレイにすることで、より多くの総エネルギーを生み出すことができます。

太陽光発電の歴史

太陽電池は1954年にベル研究所の研究者によって発明され、以来、電卓などの小物や、宇宙船、人工衛星の重要な電源として利用されてきた。

1990年代から、政府は太陽エネルギーのようなクリーンで再生可能な電力を使用する人々に研究資金と税制上の優遇措置を提供してきました。 科学者たちは、太陽電池の効率を向上させました。 現在の太陽電池の効率は5〜15％で、太陽光のエネルギーの多くを無駄にしています。 将来的には、30％以上の効率を実現したいと願っています。 そうなれば太陽エネルギーはより経済的で実行可能な代替エネルギーです。

太陽光発電の欠点はありますか？

太陽光発電には、時間帯や天候、時期によって日照時間が変化することと、現在の技術では発電量を確保するために高価な太陽電池を大量に使用する必要があることが、大きな欠点としてあげられる。

太陽光発電の楽しい事実

• 世界最大の太陽熱発電所は、カリフォルニア州にある。
• 世界各地に大規模な太陽光発電所が建設されており、中国、カナダ、アメリカ（ネバダ州）などに大規模なものがあります。
• 世界の砂漠の4％に太陽電池を敷き詰めれば、全世界の電力をまかなうことができるのです。
• ソーラーパネルの効率化と低価格化が進めば、新築住宅やビルの標準装備になると考えている人も多いだろう。
• 1990年には、太陽電池で動く飛行機が燃料を使わずにアメリカ大陸を横断しました。
• アルベルト・アインシュタインは、太陽光発電の研究により1921年にノーベル賞を受賞した。

このページに関する10問のクイズに答えてください。

土地汚染

大気汚染

水質汚染

オゾン層

リサイクル

地球温暖化

再生可能エネルギー源

再生可能エネルギー

バイオマスエネルギー

地熱エネルギー

水力発電

太陽光発電

波力・潮力エネルギー

風力発電

科学>地球科学>環境学