ソーラーパネルはどのように機能するのですか? (2023年)

ほとんどの住宅所有者は、最高の太陽光発電会社または最高の機器を購入することからソーラーパネルの検索を始めます。 ただし、プロセスの細部を理解するために、ソーラーパネルがどのように機能するかを知ることも同様に重要です。 私たち Guides Home チームは、これから投資しようとしているシステムについてより深く理解していただくために、このガイドを作成しました。

ソーラー パネル、つまり太陽光発電 (PV) パネルは、太陽のエネルギーを電気に変換します。 最も一般的なのはガラス、ワイヤー、シリコンで構成され、屋上または地面に取り付けられます。 太陽光発電設備では、家に適切に電力を供給するために多数のパネルが必要です。 ソーラーアレイとして知られるソーラーパネルの構成は、家のエネルギー需要と利用可能な屋根スペースによって異なります。

ソーラーパネルは、雲がなく日光が十分に当たる日に最もよく機能します。 パネルを覆う影や曇りの昼夜によってパフォーマンスが妨げられることがあります。 パネルはまだ機能しますが、太陽光を捉える能力は低下します。

太陽光発電効果は、太陽光発電技術がエネルギーを生成する方法の鍵となります。 このプロセスは、光子として知られる太陽光の粒子が電子を原子から弾き飛ばすときに始まります。 これらの電子が動き始めると電気が発生します。 ソーラーパネルはこれらの電荷を捕捉し、家に電力を供給するための電力に変換します。

各パネルには、太陽光を取り込むために作られた相互接続された複数の太陽電池 (PV セル) が含まれています。 これらの太陽電池は小さく、長さ約 6 インチ、幅約 6 インチです。 ソーラー パネルには 32 ～ 48 個の PV セルが含まれていますが、パネルのサイズと目的の出力によって異なります。 各セルには太陽光を吸収する非金属半導体材料が使用されています。 従来の太陽光発電パネルは、地球上で最も豊富な元素の 1 つであるシリコンを使用しています。

ただし、シリコン自体は優れた導体ではありません。 太陽電池メーカーは、その導電率を高めるために「ドーピング」と呼ばれるプロセスを使用します。 これには、シリコンに結合を形成して電荷を向上させる不純物を追加することが含まれます。 ホウ素を添加すると正電荷が生成され、リンは負電荷が生成されます。 2 つのシリコン層が互いの上に配置され、それぞれがこれらの元素の 1 つで処理されます。 それらが一緒になると、電場が生成されます。 シリコン太陽電池の側面に金属プレートが追加され、電子が配線を通って家に送り込まれるのを助けます。

ほとんどのソーラー パネル システムは結晶シリコン パネルを使用しており、住宅設備に最適なソーラー パネルの 1 つです。 PV パネルには、単結晶と多結晶の 2 つのオプションがあります。 薄膜ソーラーパネルは、従来のパネルに代わる安価な代替品であり、PV 材料の薄い層を使用します。 製造プロセスと構成は従来のパネルとは異なります。

単結晶 (モノ) パネルは、純粋な単結晶シリコンを使用します。 このプロセスはより高価で時間もかかりますが、より高い発電量が得られます。 多結晶パネルは複数のシリコン片から作られているため、製造のコスト効率が高くなります。 ただし、これらの破片により不完全性が生じ、パネルの効率が低下します。 薄膜パネルはシリコンの代わりに薄い PV 材料を使用するため、最も安価に製造できますが、エネルギー生産量は最も低くなります。

効率は、パネルがどれだけの太陽光を吸収して電気に変換できるかを測定します。 たとえば、効率評価が 16% のソーラー パネルは、太陽光線の 16% を吸収し、エネルギーに変換できます。 国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) によると、ほとんどのソーラー パネルの効率評価は 16% ～ 22% で、平均は 19.2% です。

モノパネルで使用される純粋なシリコンには表面欠陥がないため、これらのパネルの効率評価は最高 (通常 17% ～ 23%) になります。 ポリパネルの評価は 13% ～ 16% と低くなります。 薄膜パネルの効率評価は最も低く、範囲は 7% ～ 11% です。

ソーラーパネルは発電プロセスの始まりにすぎません。 パネル以外にも、いくつかの他のソーラーコンポーネントが家の電力供給に役立ちます。 以下に、太陽エネルギーシステムがどのように機能するかを段階的に説明します。

太陽光発電システムの生産性はパネルから始まります。 適切なパネル、コンポーネント、アクセサリを選択することで、コスト削減の可能性を最大限に高めることができます。 ソーラーパネルがどのように機能するかを知ることは、消費者としての知識を向上させるだけでなく、購入プロセスにおいてより多くの情報を得ることができます。 利用可能な最高のソーラーパネルを確実に入手するには、少なくとも 3 社のソーラー会社を比較して調査してください。 以下のツールを使用して太陽光発電の購入を始めましょう。

ソーラーパネルの利点としては、クリーンな再生可能エネルギーへの無制限のアクセス、電気代の削減、化石燃料の使用量の削減などが挙げられます。 また、ソーラーパネルはあなたの資産価値を高め、将来の購入者にとってあなたの家をより魅力的なものにすることができます。

はい、100% 太陽光発電で家を運営することは可能です。 家を稼働させるのに十分な規模の太陽光発電システムを構築し、パネルが使用されていないときのために太陽電池を追加する必要があります。 高効率パネルと強力な太陽電池を使えば、太陽光発電だけで家を維持できます。

はい、ソーラーパネルは冬の氷点下の気温でも動作し続けます。 ソーラーパネルは、熱ではなく太陽光からのエネルギーを吸収します。 実際、低温はソーラーパネルにとって理想的です。 太陽の光が当たる限り、発電し続けます。

家を効率的に運営するには、平均して 20 ～ 24 枚のソーラー パネルが必要です。 パネルの総数は、選択したパネルの種類、場所、エネルギー需要などの要因によって異なります。

タマラ・ジュード太陽エネルギーと住宅改修コンテンツを専門とするライターです。 彼女はジャーナリズムの経歴があり、研究に対する熱意があり、コンテンツの制作と執筆に 6 年以上の経験があります。 余暇には、旅行したり、コンサートに参加したり、ビデオ ゲームを楽しんだりしています。

アンジェラ・バントは、コンテンツの執筆、制作、編集に 10 年以上の経験を持つ熟練した編集者です。 彼女は住宅、旅行、音楽、健康業界にわたる幅広い知識を持っており、ニューハンプシャー州の住宅所有者であることを誇りに思っています。 余暇には、アンジェラはライブ音楽を楽しんだり、Real Housewives を観たり、愛犬のジムと遊んだりしています。