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太陽光発電の特長・弱点:太陽光発電の基礎知識4

太陽光発電の基礎知識

更新日:2019年11月5日(初回投稿)
著者:イー・エムケー・ワン協会 代表 小西 正暉

前回は、太陽光発電システムを紹介しました。今回は、太陽光発電の特長と弱点、また、従来型の発電方式との関係を解説します。太陽光発電は、クリーンで無尽蔵のエネルギーを使うことができる理想の発電方式です。しかし、多くの利点を持っている一方で、危険性や、解決すべき課題も残っており、その克服のための開発が続けられています。

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1. 太陽光発電の特長

太陽光発電の最大の利点は、火力発電や原子力発電など、従来の発電方式に比べ、発電単価が安価なことです。世界の日射量の多い地域では最廉価発電方式になっています。しかし、日本においては、太陽光発電は価格が高いというのが従来からの常識であり、まだまだ安くはなっていません。

一般的な太陽光発電の特長(長所)として第一に挙げられるのは、発電の燃料に相当する太陽光が、無料で得られるということです。燃料代が無料なのは、風力発電や地熱発電も同じです。これらの自然エネルギーと比べても、太陽光から得られるエネルギーの量は、突出しています(図1)。

図1:自然エネルギー量の比較

図1:自然エネルギー量の比較(出典:日本科学未来館科学コミュニケーター

図2は、北半球が夏となる6~8月における、平均的な日射量の分布図です(1981~2010年)。世界の大半の場所で、日射量が十分に存在します。すなわち、世界中のどの場所においても太陽光発電は可能であることが分かります。

図2:6~8月の世界の日射量分布1981~2010年

図2:6~8月の世界の日射量分布1981~2010年(出典:気象庁

また、燃料である太陽光はクリーンエネルギーなので、化石燃料のように硫化酸化物SOxや窒素酸化物NOxの排出もありません。もちろん、太陽エネルギーは無限なので、枯渇の心配もありません。

大規模な太陽光発電所(メガソーラー)は、火力発電や原子力発電など他の発電所に比べ、非常に短時間で建設できます。また、発電所の規模の大小を問わず発電効率が同じであるため、小規模な分散電源用途に向いています。このため、太陽光発電システムは、電力の需要家に近接した場所に設置でき、送電のコストやロスを減らすことができます。

太陽光発電は太陽が照っている間だけ、すなわち昼間だけ発電可能です。これは欠点を意味するだけではありません。昼間の電力需要が多い都市部では、ピークカットとして有効です。また日本のように、化石燃料の大半を輸入に頼っている国にとっては、エネルギーの安全保障上でも有利といえます。

2. 太陽光発電の弱点

この章のタイトルを、「太陽光発電の短所」としなかったのは、これらを克服するために、多くの機関が、実に多くのことに取り組んでいるためです。太陽光は地球に膨大なエネルギーをもたらします。エネルギー密度が低いため、発電には広大な面積を必要とするものの、設置場所を選ばない特長を生かして、屋根の上や未利用地(砂漠など)での設置が進んでいます。最近は道路を利用しようとする試みも行われています(図3)。

図3:路面発電

図3:路面発電

エネルギー源が太陽光なので、夜はもちろん、天候の悪い時も発電しません。蓄電池を併用すれば簡単に解決するものの、現状では蓄電池の価格が高いため、経済的に成り立ちません。ところが、最近は、状況が変化しつつあります(次回詳しく解説します)。

続きは、保管用PDFに掲載中。ぜひ、下記よりダウンロードして、ご覧ください。

3. 従来発電方式との協働

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