エコロジーを考えよう・省エネ塾

太陽エネルギー

だいぶ前からクリーンな自然エネルギーとして日本でも多く活用されている太陽エネルギー。 太陽光発電を使ったソーラーカーなどは私たちの関心事の一つです。太陽エネルギーはクリーンな自然エネルギーに分類されます。枯渇はしませんが、一年に使える量は限られているエネルギー資源です。 いろいろ活用の幅も広い太陽エネルギーは、他のエネルギー源のもとにもなっていて、一番身近なものではないでしょうか?

太陽エネルギーとは?

太陽エネルギーとは、その名の通り、太陽から放射されるエネルギーのことです。地球上に降り注ぐ太陽エネルギーの1時間分の量は、1年間に消費している世界全体のエネルギー量よりも多いと言われています。 このたくさんある太陽エネルギー、特に過去に蓄積されたものじゃなく、今の太陽エネルギーを利用することが、エネルギー資源のリサイクルになっていきます。

太陽エネルギーの歴史

46億年前 太陽誕生
1613年 イタリアの物理学者でもあり、天文学者でもあるガリレオ・ガリレイが太陽黒点を利用して、太陽の自転周期を観測しました。
1834年 ドイツの物理学者へルマン・ヘルムホルツが太陽のエネルギー源が重力の効果だと提案しました。
1942年 ジェームス・ヘイが太陽から電磁波を検出しました。
1949年 アメリカの物理学者ハーバート・フリードマンが太陽から、エックス線を検出しました。

太陽が誕生したときに地球も他の惑星と一緒に誕生しました。太陽エネルギーの歴史は、その頃から始まったとても長いものです。太陽はゆっくり光度を上げながら輝き続け、地球にエネルギーを注いできました。太陽エネルギーは、私たち人間が作り出した文化や科学・技術など、あらゆるものの源泉になりました。

太陽エネルギーの特徴

枯渇しない

太陽エネルギーは膨大で、30分で世界の年間エネルギーの必要量に匹敵すると考えられています。

どこでも利用可能

日射量の地域差こそありますが、太陽エネルギーは地球上のどの地域でも利用することができるエネルギーです。

地球に優しい

化石燃料や原子力エネルギーと違って大気汚染の心配がないエネルギーです。しかも太陽エネルギーは採ったり、精製したり、運んだりする必要がないので効率的です。

コストがかからない

石油やガス、電池などと異なり、コストのかからないエネルギー源で大助かりです。

太陽エネルギーの利用法

太陽エネルギーには直接的な活用例として、太陽光発電・太陽熱利用・人口光合成・光触媒・ソーラークッカー・パッシブソーラーハウス・アクティブソーラーハウスなどがあり、また風力発電・波浪・海流発電・海洋温度差発電・小水力発電・バイオマスなどに間接的に活用されています。

太陽光発電

いろいろある太陽エネルギーの中でも、一番多く使われていると思われる太陽光発電を取り上げてみようと思います。 太陽光発電とは、太陽のエネルギーを生かして発電するシステムで、ソーラー発電という言い方もします。 太陽光発電といえば、太陽電池ですよね。 太陽電池は主にシリコンで作られていて、強度と安定性があるため、無人灯台やソーラーパネルとして屋根に取り付けて自家発電をしたり、さまざまな用途に利用されています。 太陽光発電システムで太陽電池を電源として使う場合は、晴耕雨読方式、バッテリー接続方式、交流変換方式、切替方式、一方向潮流方式など、いくつかの方式があります。

なかでも一番簡単なのは、太陽電池に電気器具をそのまま接続する晴耕雨読方式です。この方式で夜や雨の日にも使いたい場合は、バッテリーを接続しなければならないのですが、過充電や過放電防止のためにコントローラーを接続するのが一般的です。

さて、気になる価格について見てみましょう。 太陽電池パネルは1キロワット当たり60〜70万程度です。また、太陽電池の性能の面は年々向上しているとはいえ、メーカーや製品によってばらつきがあります。 ちなみにソーラーシステムのメーカーとしては京セラ、シャープなどがよく知られています。

太陽光発電の問題点

発電量が不安定

基本的に太陽光で発電する太陽電池は夜は使えず、曇りの日も発電量は減少してしまいます。このように、その日の天候によって発電量が変動します。

発電効率が低い

太陽電池の中で一番発電効率の高いシリコン結晶系でも、20〜25%くらいしかありません。

コストダウンが難しい

太陽電池のほとんどは、シリコン系の材料が使われています。現在のシステムでは、まだ大幅なコストダウンは難しいようです。

広い場所が必要

大容量の発電をしたいと思えば、広い敷地がなければいけません。例えば、太陽光発電で10万キロワットの発電を行なう場合、太陽電池の面積は約1平方キロメートル必要なことになります。

太陽エネルギーの団体

太陽光発電協会

1987年に設立し、太陽光発電専門の普及団体として活動しています。統計データや補助制度に関する情報を取り扱っています。

ソーラーシステム振興協会

太陽エネルギーの有効利用の促進と関連産業の健全な発展を図ることを目的として、昭和53年に設立された社団法人。太陽熱利用機器やソーラー発電の紹介をしています。

太陽光発電普及推進協会

太陽光発電システムの普及を目指している協会で、平成10年に社団法人として認可されました。講演活動や補助金の案内などを行なっています。

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