太陽電池というモノ


「太陽電池には何ができるか」
「理戦」という雑誌の81号(2005年)に掲載された原稿を、許可を得て掲載します。以下の内容+アルファがまとめられています。(pdfファイルです)

2007年のつけたし


項目をクリックしてください。より詳しい説明が現れます。(2007年、数値を中途半端に更新)

[変換効率]

・太陽電池の効率=(発電電力)/(光のパワー)
  市販の太陽電池は15%ぐらい

[発電量]

・太陽光のパワー 晴天の日中で1平方メートル当たり約1kW
・よって太陽電池のピーク出力 1平方メートル当たり0.1〜0.15kW
・1kWの出力を得るためには約7平方メートルの面積が必要
・百万kW(原発一基分)の出力を得るためには〜3km四方の面積が必要

・一般家庭での消費電力量 約4000kWh/年
・太陽電池の発電量 ピーク1kWのシステムで約1000kWh
(つまり、年間の発電量は1000時間の晴天に相当、一日3時間弱)
・よって、ピーク出力4kWのシステムでまかなえる。→約30平方メートル 屋根で足りる

・規模のメリットなし→小規模分散電源(用途:ここにたくさん紹介してあります)

[EPT]

EPT=エナジーペイバックタイム:エネルギーの借金返済期間
(太陽電池の製造に要したエネルギーを発電して回収するのに必要な期間)

シリコンの精製過程(従来法): ケイ石(酸化物)→(還元)→金属シリコン→(化学反応)→SiHCl3→(精製)→(熱分解)→太陽電池用多結晶シリコン

結晶シリコン太陽電池は0.3mmぐらいの厚さが必要、アモルファスはその1/100の厚さ

多結晶シリコン太陽電池のEPT=3年ぐらい(周辺機器含む)
アモルファスシリコン太陽電池のEPT=1.5年ぐらい

[寿命]

多結晶シリコン:20年以上 (25年保証の例あり、ただしシステムの保証期間は通常10年)
アモルファスシリコン:〜10年?
宇宙では短い(人工衛星の寿命)

[価格]

・太陽電池の値段 約70万円/kW (周辺機器、工賃こみ、太陽電池自体は約6割)
・よって太陽電池で電力をまかなうには 250〜300万円
・通産省の補助9万円/kW(2003年) だったけど今はゼロ 
 名古屋市の補助6.4万円/kW 
・よって補助を受けた上での自己負担額は200万円ぐらい だったけど今は250〜300万円
・売電収入 約10万円/年(4kWシステム)
・太陽電池の寿命 20年以上
・売電収入総計と自己負担額はほぼ等しい。 だったけど今は50〜100万円損する

もっとも・・発電コスト=30〜40円/kWh (商用電源は売値20〜30円、原価<10円)
 風力=10円ぐらい
・原発一基分(100万kW):約1兆円 ⇔ 国の原発関連予算は30年間で30兆円

[生産]

・2006年の全世界での総生産量:約220万kW
 日本は約90万kWで世界最大(かろうじて)

[kW価値、設備代替率]

太陽電池の導入で、既存の発電容量をどれだけ減らせるか
(ある大きさの太陽電池を設置した結果、既存の発電所をXkW分減らせた:kW価値=XkW)
(ピーク発電能力100kWの太陽電池を設置し、既存の発電所をYkW分減らせた:設備代替率=Y)

名古屋地区における太陽電池の設備代替率は30〜40%

[出力安定性]

不安定!(広域で平準化も)火力発電と組み合わせる必要あり。供給責任はどこが? 
電力自由化とグリーン料金 

[重さ]

多結晶シリコンパネルは面積1Fで約15kg、3kWで450kg (瓦の1/4)
人工衛星、飛行船などに使うときは軽量化が重要

[見た目、におい、音・・]

色付き太陽電池(ビル正面の壁)、シースルー太陽電池(窓)
無音、無臭・・・

[廃棄]

シリコンは無害、 化合物太陽電池ではAs、Cd、Seなどの有害物質
無害だから廃棄時の問題はないが、絶対にリサイクルすべき

[将来は?]

次世代太陽電池:薄膜多結晶シリコン太陽電池
自然エネルギーは地球を救う・・・か?


最初のページに戻る