はじめに

再生可能エネルギーの代表格である太陽光発電は、太陽の力を利用して電気を生み出すことができます。この電気エネルギーは、家庭、企業、自動車に安全かつ環境への影響を最小限に抑えるために使用することができます。太陽光発電の仕組みを理解することで、個人や企業が現在行っている活動やニーズに対して、このエネルギー資源の価値を評価するのに役立ちます。

太陽の力を利用する

米国のエネルギー効率・再生可能エネルギー局によると、わずか90分で、地表に到達する太陽光によって、世界の1年分の電力を賄える可能性があるといいます。しかし、実際にはすべての太陽光を取り込むことは不可能です。そこで、取り込める太陽光のエネルギーを最大限に活用することが、太陽光発電の基本となっています。

太陽光発電の基礎知識

太陽エネルギーは、太陽からやって来ます。太陽光に含まれる電磁波を地球上の装置で捕らえ、蓄電し、そのまま発電に利用したりすることができます。太陽光発電の技術は、大きく2つに分類されます。

●　集光型太陽熱発電は、太陽光を集光して受光部に集め、太陽エネルギーを熱に変換するシステムです。変換された熱を発電に利用したり、蓄熱して後で利用したりすることができます。主に大規模な再生可能エネルギー発電所に設置されています。

●　太陽光発電は、太陽光発電パネルを屋根の上に設置するタイプと、日当たりのよい場所に並べて設置するタイプがあり、身近な存在です。太陽光発電パネルは、光を吸収して電荷に変換する多数の小さな太陽電池で構成されています。このようにして作られた電気は、将来使用するために貯蔵したり、電力網に送電してより大きなコミュニティに電気を 供給することができます。

太陽光発電システムでは、発電した電気を効率的に管理する必要があります。太陽光発電システムを家庭や企業、大規模な電力網に組み込むには、これらの電力網がどのように機能しているかを深く理解する必要があります。

太陽光発電の電力系統への組み入れ

太陽光発電パネルや太陽熱集光システムで太陽エネルギーを集めたら、それを家庭用システム、会社の電力網、または地域全体の電力網に統合する必要があります。そのためには、すぐに利用できる太陽エネルギーと、太陽が照っていない時に使う電気を集めて蓄えておくバッテリーや蓄電システムの組み合わせが一般的です。

大規模な電力網では、電力網と繋がる他の電気と互換性のある形で安定したエネルギーが必要とされます。このための要件としては、以下の内容が含まれます。

●　直流（DC）バッテリーの電力を、ほとんどの電力網で使用されている交流（AC）に変換する。

●　熱エネルギーを利用可能な電気に変換する。

●　電力系統に放出される電力量の調整。

●　高電圧と低電圧の間の変換。

●　電力需要のピーク時や他の電力資源の利用が困難な場合に使用するための電力エネルギー の貯蔵。


エネルギー消費者に安定した電力を供給する電力網を作るには、こうした変換や調整が必要です。分散型エネルギー源は、米国内および世界中のコミュニティやより広い地域で信頼できる電力を作り出すためのもう一つの方法です。

分散型エネルギー源

分散型太陽エネルギー源は、電力網に接続された小規模な太陽光発電設備で構成されています。屋上の太陽光パネル、太陽光パネルアレイ、ガス発電機など、一般家庭や企業に必要な低電圧の電力を供給するものがあります。分散型太陽光発電は拡張性があり、家庭や事業所に多数の単体パネルを設置することも、自治体や地域の発電所によって運営される大規模な導入も可能です。分散型エネルギー資源を地域や地方の電力網に組み込むことで、信頼性の高い電力をより効率的に供給し、環境への影響を軽減することができます。

まとめ

太陽光発電の分野では、小さなことの積み重ねが大切です。住宅や企業に設置された太陽光パネルは、電力の需要と電力網で利用可能な電力との間のギャップを埋めるのに役立ちます。太陽光発電は再生可能なエネルギー資源であり、公害の原因となり、供給不足が深刻化している化石燃料への依存を低減することができます。太陽光発電をエネルギー計画全体の重要な構成要素と考えることで、個人、企業、行政機関は、誰にとってもよりクリーンで信頼性の高い電力網を構築することができるのです。