太陽光発電の基礎知識

現在実用化されている太陽光発電セル、モジュールの種類は、おおまかにはシリコン系・化合物系・有機系の3つに分類できます。長い実績があり最も広く用いられているシリコン系、最近量産が開始された化合物系、開発中で将来を期待されている有機系で、住宅用では、発電量が多く安定しているシリコン系が主流となっています。

太陽光発電の基礎知識

太陽光発電の仕組み(結晶シリコン)

太陽光発電モジュールは太陽光を電気エネルギー(電力)に変換する太陽光発電セルと、フレーム、ガラス、バックシートなどの部材で成り立っています。現在最も普及している結晶シリコンの太陽光発電セルは、N型半導体とP型半導体という(+)と(-)の電位差がある2種類の異なる半導体で構成されています。太陽の光があたると、P型半導体の自由電子(-)とP型半導体の正孔(+)の移動が発生し、押し出された自由電子(-)が導線を流れて電流となります。太陽光からエネルギーを得た半導体の電子が移動することで電気を起こすのが太陽光発電です。

太陽光発電の仕組み(結晶シリコン)

変換効率とは?(セルの変換効率とモジュールの変換効率)

太陽光発電モジュールと太陽光発電セル

太陽光発電は、光エネルギーを電気エネルギーに直接変換します。この「光電変換効率」を略して「変換効率」と呼んでいます。
一定面積あたりに照射された太陽光エネルギーのうち、何%を電力に変換できるかを、変換効率という値で表します。仮に、変換効率が15%だとしたら「光エネルギーの15%を電気エネルギーに変えられる」ことになります。
ただし太陽光は一定ではないため、ベストな状態での値を用いて計算することになります。
変換効率にはいくつかの種類があり、「セル変換効率」とは、太陽光発電セル一枚あたりの変換効率を言います。一方、「モジュール変換効率」とは、モジュール1平方メートルあたりの変換効率を言います。

<真性変換効率の計算式>

セル変換効率(真性変換効率)(%)=モジュールの公称最大出力(W)÷{1セルの電極部分を除く全面積(m2)×1モジュールのセル数(個)×放射照度(W/m2)}
また、基準変換効率は以下の計算式に基づいて算出します。

<基準変換効率の計算式>

基準変換効率(%)=モジュールの公称最大出力(W)÷{1セルの全面積(m2)×1モジュールのセル数(個)×放射照度(W/m2)}
※放射照度(W)=1000W/m2)