太陽光発電とは、太陽光パネル(モジュール、ソーラーパネルともいいます)に太陽光エネルギーを集めて、電気エネルギーに変換するシステムのことをいいます。

太陽光パネルは、太陽電池の最小単位であるセルを複数枚合わせた、1メートル四方で厚さ数センチのパネルです。そのパネルを屋根の広さや形状に合わせて、数枚~数十枚設置します。

太陽電池の本体である「セル」は、約15センチ四方で厚さ0.2ミリ程度の大きさで、主にシリコン(半導体)の結晶の集合体で出来ています。セルに太陽光が当たると、半導体の原子の性質によりプラスとマイナスが発生します。プラスとマイナスがそれぞれの電極に集まることで電圧が生じ、電線をつなぐことで電気を取り出すことが可能となります。

例えば一軒家に設置する場合は、日照条件の良い南向きの屋根などに太陽光パネルを設置し、屋内に必要な配線工事を行います。太陽光パネルで発電された電気は直流電流のため、パワーコンディショナという装置で交流電流に変換され、分電盤などを経て家庭のコンセントから使用可能となります。

こうして自家発電した電力は自分たちで使うことが出来るうえ、昼間の余剰電力(余った電力)を電力会社に売って売電収入を得ることも出来ます。また、停電時でも太陽光が当たって発電さえしていれば一定量までは電気の使用が可能です。

ただし、太陽電池には「夜間など太陽光の当たらない場合は発電しない」、「電気を貯めておく蓄電機能はない」ことなどは理解しておきましょう。

このように太陽光発電システムを利用することで、今まで電力会社から「電気を買うことが当たり前」だった時代から、自分たちで「電気を発電することが可能」な時代になってきたのです。

太陽光発電システムの構成

太陽光発電システムの導入は、太陽光パネル(太陽電池)を屋根に設置するだけで完了ではありません。先ほども多少触れましたが、最終的に家庭で使用できる100Vの電源にするための各種装置を取り付けるため、屋内配線や系統連係などの工事も必要となります。太陽光発電システムに必要な構成装置は以下のとおりです。

太陽光パネル(モジュール・ソーラーパネル)

1枚ほぼ1メートル四方の大きさの太陽電池。必要な発電量に応じた枚数を屋根の大きさや形状に合わせて設置。日照条件の良い南向きの屋根を中心に設置する。

接続箱

太陽電池からのケーブルをパワーコンディショナに接続。

パワーコンディショナ

太陽電池で発電した直流電流を家庭用100ボルトの交流電流に変換するインバーター機能の装置。停電時には、自立運転に切り替えることで1500Wまでの電気が使用可能。

分電盤

電流を各部屋のコンセントに振り分ける装置。パワーコンディショナからの電気や、電力会社から購入している電気系統との連携点となる。売電分の電気を電線に流す仕分けなども行います。

電力量計

電力会社から購入している買電用と自家発電した売電用のメーターから構成。売電用メーターは太陽光発電を導入するときに設置し、電力会社に売った電気量を計測する。

モニター

今現在の電気の使用量や発電量などが、ほぼリアルタイムに表示されるようになっています。使用状況が視覚的にも分かりやすいので、節電の意識が高まる効果が期待できます。

以上が一般的な太陽光発電システムの構成内容です。

システムによっては、「モニター」などはオプション扱いになる場合もあるようです。使用電力や発電電力などが、ほぼリアルタイムで視覚的にも分かりやすく把握できるので、ぜひとも導入しておきたいものです。常日頃からモニターを見ておく習慣をつけておけば、システムの異常などにも気づきやすくなります。