再生可能エネルギーとして注目されている太陽光発電とは?仕組みやメリット・デメリットも合わせて解説

再生可能エネルギーとして注目されている太陽光発電とは?仕組みやメリット・デメリットも合わせて解説

近年注目されている再生可能エネルギーの中でも、発電量の割合が大きい太陽光発電。一体太陽光発電はどのような仕組みであり、導入することでどのようなメリットがあるのでしょうか?

この記事では、太陽光発電の仕組みやメリット・デメリット、再生可能エネルギーの種類一覧について紹介していきます。太陽光発電について知りたい方、再生可能エネルギーに関する理解を深めたい方は、ぜひ最後までご覧ください。

再生可能エネルギーとして注目されている太陽光発電とは?

太陽光発電とは、太陽光を利用して発電する方法です。最近では、住宅の屋根や空き地などに太陽光パネルが設置されているのを目にする機会が増えてきました。その太陽光パネルを含む発電システム全体を、太陽光発電といいます。

現在日本だけではなく、世界全体において、カーボンニュートラルの実現を目指しています。ただし、カーボンニュートラルの実現は容易ではなく、国を挙げてさまざまな取り組みを行わなければなりません。その中でも重要な取り組みの一つとして挙げられるのが、再生可能エネルギーの普及です。

太陽光発電は発電時に温室効果ガスを排出しない再生可能エネルギーであり、日本でもその普及が急速に進んでいます。つまり、カーボンニュートラルを実現する手段として、再生可能エネルギーである太陽光発電が大きな注目を集めているのです。

太陽光発電の仕組み

太陽光発電は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換するシステムです。この変換は、太陽電池(半導体素子)に光が当たると、電気が発生する現象を利用しています。

太陽電池は、プラス電荷を多く含むP型半導体とマイナス電荷を多く含むN型半導体を組み合わせた構造です。太陽光がこの太陽電池に当たると、プラスとマイナスの電荷がペアを形成します。そして、P型半導体とN型半導体に引き寄せられ、電気が発生する仕組みです。

この現象は「光起電力効果」と呼ばれ、この効果によって生じる電力を光起電力といいます。太陽光発電で生成される電気エネルギーは直流ですが、家庭やビジネスで使用するためには交流に変換する必要があり、パワーコンディショナーがその役割を果たします。

太陽光発電のメリット

太陽光発電にはどのようなメリットがあるのでしょうか?ここでは、3つのメリットを紹介していきます。

再生可能エネルギーである

まず、太陽光発電は再生可能エネルギーであることが大きなメリットです。再生可能エネルギーとは、自然界に常に存在するエネルギーであり、以下の3つの特徴があります。

  • 枯渇しない
  • どこでも調達できる
  • CO2を排出しない

再生可能エネルギーはCO2を排出しないため、環境に優しく、環境問題の解決につながります。カーボンニュートラルの実現にも大きく貢献してくれるでしょう。

また、枯渇しないという点も非常に重要です。現在世界では燃料不足が問題視されており、化石や石炭、天然ガスなどは約100年ほどで枯渇するといわれています。そのため、再生可能エネルギーの普及率が向上すれば、このエネルギー枯渇の問題も解決できるのです。

売電収入を得られて投資になる

太陽光発電のメリットとして、売電収入を得られることも挙げられます。太陽光発電は多くのリターンが期待でき、投資としても注目されているのです。平均利回りは約10%ほどであり、株や不動産よりも高い水準とされています。

さらに、FIT法(国が一定期間固定価格で買い取ることを保証する制度)によって、売電収入の予測を立てやすいです。安定した収入が約束されているため、安心して太陽光発電投資を始められるでしょう。

非常用電源として利用できる

太陽光発電は太陽光があれば発電できるため、万が一電力会社から電気がストップしても、電力の供給が可能です。また、蓄電池を併用することで、昼間発電した電気を夜間や曇天時でも利用できます。

実際に2011年の東日本大震災のときには、太陽光発電で発電した電気が非常用の電源として大きな役割を果たしたそうです。このように、太陽光発電は非常用電源として利用でき、BCP対策としても注目されています。

太陽光発電のデメリット

一方で、太陽光発電にはデメリットもあります。ここでは2つのデメリットを具体的に見ていきましょう。

初期費用が高い

太陽光発電のデメリットとして、初期費用が高いことが挙げられます。10kW未満の家庭用太陽光発電は100万円前後、10kW以上の産業用家庭用発電は平均すると1,000万円ほどかかるとされています。

ただし、太陽光発電用のローン(ソーラーローン)を利用すれば、初期費用0円でも導入が可能です。ローンと聞くとあまりいい印象を持たないかもしれませんが、ほとんどの企業や個人は太陽光発電の導入時にソーラーローンを活用しています。毎月の返済は売電収入で相殺すればよいため、負担なく導入できるのです。

初期費用が高いデメリットはあるものの、ソーラーローンを活用すれば上手く解決できるでしょう。

発電量が天候に影響される

太陽光発電は太陽光を電気エネルギーに変換する仕組みであるため、日射量に応じて発電量が変化します。曇天時は通常の40%〜60%ほど、雨天時は通常の10〜25%ほど発電量が低下するとされており、天候に影響されるのは大きなデメリットです。

しかし、太陽光発電の導入時は曇りや雨の頻度を加味して発電量の予測を立てます。予測はこれまでの天候に関するデータを参照しているため、大きく上振れたり下振れたりする可能性は低いです。

発電量が天候に左右されるのは確かにデメリットですが、悪天候を見越して発電量の予測を立てることで、投資の観点からは問題のない運用ができるでしょう。

再生可能エネルギーの種類一覧

再生可能エネルギーには、太陽光発電を含めて、以下の7種類があります。

  • 太陽光
  • 風力
  • 水力
  • 地熱
  • 太陽熱
  • 大気中の熱その他の自然界に存在する熱
  • バイオマス(動植物に由来する有機物) 

この中で最も発電量の割合が大きいのは太陽光です。それぞれの再生可能エネルギーには、メリット・デメリットがあります。デメリットを解消した上で発電量の割合を増やしていき、再生可能エネルギー全体の割合を増やしていくことが当面の目標です。

再生可能エネルギーである太陽光発電を普及させていこう

再生可能エネルギーの一つである太陽光発電には、環境問題の解決につながるだけではなく、売電収入が得られたり、非常用電源として利用できたりするメリットがあります。

カーボンニュートラルの実現に向けて、再生可能エネルギーは必ず普及させなければなりません。中でも太陽光発電に興味が沸いたら、ぜひプレグリップエナジーで太陽光発電を探してみてください。おすすめの太陽光発電所を数多く取り扱っています。

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