地球にやさしい「太陽光発電特集」

図1

太陽光発電とは、「太陽電池」を用いて、太陽の光エネルギーを電気に変換する発電方式です。

太陽光発電の仕組み

太陽の光には、エネルギーが含まれています。
例えば、晴れた日に太陽の光が当たる場所に布団を干しておくと、だんだんと布団が暖かくなってきますね。これは太陽のエネルギーが布団に吸収され、熱エネルギーに変わったからです。しかし、太陽の光が当たらなくなると、布団はすぐに冷たくなってしまいます。このように、熱になったエネルギーは周囲の物や空気に伝わって、すぐに逃げてしまいます（図1）。
そこで、この太陽の光エネルギーが熱に変わって逃げてしまう前に、電力に変換しようというのが、太陽光発電の考え方の基本です。それでは、どのような仕組みで光エネルギーを電力に変換しているのでしょうか。

図2

太陽の光エネルギーを吸収して電力に変えるために、必要となる装置が「太陽電池」です。この私たちがよく耳にする太陽電池は、主にシリコンなどの半導体で作られており、この半導体に光が当たることで作動します。言い換えれば、太陽電池は「半導体を利用して、光エネルギーを電力に変換する装置」なのです（図2）。

それでは、図1のお話をもう少し詳しく説明していきます。

私たちの身の回りに存在する物質には、無数の「電子」が含まれています。この物質に含まれる電子には、光が当たると敏感に反応し、光のエネルギーを吸収する性質があります。エネルギーを吸収した電子は、物質内であちこちぶつかって、周囲にそのエネルギーをばらまいて元の状態に戻ろうと動きます。実は、このときに、ばらまかれたエネルギーが熱となって、物質を暖めているのです。つまり、太陽の光で物質が温かくなるのには、この電子が関係していたのです。

太陽電池も普通の物質と同じように、中の電子が光のエネルギーを吸収するのですが、太陽電池は、半導体の性質を利用して、この「エネルギーを吸収した電子」を選別し、外部の電気回路へと取り出します。取り出された電子は、外部の電気回路の中でエネルギーをばらまいてから、再び太陽電池の中に戻っていきます。

つまり、太陽光発電は、光のエネルギーを電子に吸収させ、そのエネルギーを電力として外に取り出すという仕組みなのです。