「太陽光を検討している」について

2018.01.04 太陽光の研究開発

太陽光発電の技術革新

1.太陽光発電の技術革新：はじめに
2.太陽光発電の技術革新：「変換効率37%」達成！
3.太陽光発電の技術革新：まとめ

1.太陽光発電の技術革新：はじめに

寒さがだいぶ厳しくなってきましたね。
こういうときにユニクロの「ヒートテック」を着る方は多いのではないでしょうか。
2003年に発売開始されてから、もう少しで15周年です。
いまや冬の生活必需品になっていて、2017年には累計10億枚に達したようです。
このヒートテック誕生には「カチオン可染ポリエステル"LOCⅡ"」という素材が必要不可欠でした。
これは東レが開発したもので「微細な溝を持つ異形断面と丸断面の単繊維をランダムに配列し、さらにねじれを加え繊維間に数μm～10数μm（μmは0.001mm）という極細の隙間をつくった毛細管構造が、優れた吸水性と拡散性、ドライ感を生み出すポリエステル繊維」です。
「体から発散される水分を利用して発熱し、保温する」という画期的な機能が衣服に搭載されました。
一つの「技術革新」が、人々の生活を一変させてしまうのですね。
実は、太陽光発電にも日々技術革新が起こっています。
今回はその一つ「変換効率37%」に関して、調べてみました。
内容が難しく感じられる部分もあるかもしれませんが、もし良ければお付き合いください。

2.太陽光発電の技術革新：「変換効率37%」達成！

「変換効率」とは「太陽電池に入射した光のエネルギーのうち電気エネルギーに変換した割合を表す数値」です。
「面積あたりの出力」のことをいい「どれだけ効率的に電気を発電しているか？」を計る数値です。
現在市場に数多く出回っている太陽電池の変換効率は15〜20%程度です。
車の燃費と同じように、太陽光パネルを購入されるときの重要な指標なので、各メーカーはしのぎを削っています。
太陽電池は、その素材によって「シリコン系」「化合物系」「その他」に大きく分類されます。
現在最も普及しているのは「シリコン系」で、世界市場の90％以上を占めています。
そのため購入を検討されていたら、ほぼ目にされたことがあるのではないでしょうか。
このタイプの世界最高発電効率は26.6%で、日本の企業が達成しています。
そして化合物系には、「CIS系太陽電池」と「III-V族太陽電池」があります。
太陽光には紫外線や可視光線、赤外線などさまざまな波長の光が含まれています。
それらが太陽光パネルを通過するとき「いかに多く吸収できるか」が変換効率の限度を左右します。
そのため、それぞれを「キャッチ」できる素材を「複層的」に組み合わせた太陽光パネルが発明されました。
例えば、パネルに対して太陽光がまっすぐ進んできたときに、一層目で紫外線、その下の二層目で可視光線、最後三層目で赤外線を吸収されていくというイメージです。
ガリウム、砒素、インジウム、リンといった素材が使われるようです。
これが「III-V族」太陽電池で、世界最高の変換効率37.9%を達成しました。
こちらも日本企業のレコードのようです。
「カチオン可染ポリエステル"LOCⅡ"発明」と同じくらいのインパクトとなる「変換効率○○%」を期待したいものです。
理論上は「60%」が実現可能のようです。
変換効率が向上すれば、価格の低下が期待できます。
今後の太陽光発電の普及に大きく貢献することになりそうですね。

3.太陽光発電の技術革新：まとめ

いかがでしたか？
「太陽光発電は、着実に技術革新が起こっている」ということがわかりました。
もっと知りたいという方は、太陽光や風力発電の専門書を購入されてみてはいかがでしょうか。

※参考： http://www.toray.jp/uniform/products/ceo_a.html 東レ、東レのユニフォーム素材セオ・アルファ（検索日：2017/12/27） http://www.jpea.gr.jp/knowledge/solarbattery/index.html太陽光発電協会、太陽電池とは（検索日：2017/12/27） http://www.enecho.meti.go.jp/about/special/johoteikyo/taiyoukouhatuden2017.html 経済産業省資源エネルギー庁、変換効率37％も達成！「太陽光発電」はどこまで進化した？（検索日：2017/12/27）

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