企業局：太陽光発電のしくみ

• 太陽光を電気に変えるために、太陽電池を使います。太陽電池に太陽などの光があたると電気が発生します。
• 太陽電池は水力発電や風力発電のように回転する力を利用するのではなく、太陽の光エネルギーを直接電気に変換します。
• これはシリコン半導体（*1）と呼ばれる物質に光があたると電気を発生する現象を利用したものです。太陽電池に太陽などの光があたると、光のエネルギーによって、半導体の中のプラス（＋）の電気を帯びた粒（*2）とマイナス（－）の電気を帯びた粒（*3）が発生します。
• 太陽電池はn型とp型とよばれる2種類のシリコン半導体をつなぎ合わせたもので、マイナスの電気を帯びた粒は光によってn型半導体の方へ、プラスの電気を帯びた粒はp型半導体の方へそれぞれ多く集まります。
• この集まった電気を帯びた粒を、太陽電池の表面と裏側につけた電極で取り出し、電球やモーターなどをつなぐと、電流が流れるのです。

太陽光発電のしくみ

• *1　物質を電気を伝えるかどうかで分類すると、金属のような電気を伝えるものを『導体』、プラスチックやゴムなど電気を伝えないものを『絶縁体』と呼んでいます。『半導体』とはこれらの両方の性質を持っている物質で、ある条件を満たすと電気を伝える物質です。
• *2　このプラス(＋)の電気を帯びた粒のことを「正孔」または「ホール」とよんでいます。
• *3　このマイナス(－)の電気を帯びた粒のことを「電子」とよんでいます。

事務所で使うために

• 太陽電池で発生した電気は、上の図の矢印のように同じ方向に流れる電気です。このような電気のことを『直流の電気』と呼んでいます。一方、私たちが家庭や事務所で使う照明などは、電気の方向が常にプラスとマイナスに変動している『交流』と呼ばれる電気です。したがって、太陽電池で発電した電気を家庭や事務所で使うためには、直流を交流に変換する必要があります。
• この変換装置のことを『インバータ』と呼んでいます。

太陽光発電設備と電力系統