太陽光パネルの種類

単結晶シリコン型
もっとも古くから使われている太陽光パネル。
シリコン単結晶のウエハーを基盤に使用している。
変換効率が最も高く、20％前後を達成しているが、シリコンの使用量が多いため高価である。
近年では多結晶や薄膜型などに主流が移行しつつあり、そのシェアは2007年の36％から2014年には23％まで減少する見通し。


多結晶シリコン型
結晶系の太陽電池の一種で、シリコン単結晶インゴットの端材などを利用した多結晶シリコン（粒径数mm程度）から製造される。
単結晶型よりもシリコン使用量が少ないため低コストだが、変換効率は単結晶型に多少劣る。
三菱電機は2009年10月、表面にハニカム（ハチの巣）状の凹凸構造を形成することで、変換効率19.1％を達成している。
市場でのシェアは2007年に52％と半分以上を占めるが、2014年には35％程度まで落ち込む見込み。


薄膜シリコン型（アモルファスシリコン型）
シリコンの膜をガラス基板などに蒸着させて製造される太陽パネルで、シリコン使用量は結晶型に比べて1/100程度。
そのため、低コストで生産できるのが特徴だ。
変換効率が7～10％と、結晶型に比べて劣るのが欠点だが、微結晶型シリコンセル（※）とアモルファスシリコンセルを組み合わせ、2層構造（＝タンデム型）にすることで変換効率を向上させた製品もみられる。
また、太陽光パネルは、モジュール表面の温度が上がると出力が下がるという性質があるが、薄膜シリコン型は高温環境下でも出力が落ちにくく、特に温暖な地域を中心に、メガソーラー用途としても注目されている。
基板としてはガラスの他にステンレスやフィルムなどが用いられる。
ガラス基板を使用すれば厚みが出るが安価で製造でき、ステンレスやフィルムの場合は形状を自由に変えられるという利点がある。
シャープが2010年3月に稼働した堺市の薄膜太陽光パネル工場では、業界トップレベルとなる変換効率9～10％の薄膜型太陽パネルを量産している。


化合物系
シリコンを使わない太陽光パネルのひとつ。
銅、インジウム、セレン、ガリウムなどを使うCIS系が主流で、他にもGaAs（ヒ化ガリウム）単結晶やCd（カドミウム）化合物薄膜を用いるものもあるが、RoHS指令など化学物質規制強化の動きもあり、あまり広まっていない。
主にアメリカやヨーロッパで、集光システムと組み合わせて使われることが多い。
CIS/CIGS系では、昭和シェルソーラーが変換効率9％程度の製品を生産している。研究レベルでは、同社が15.7％、ホンダソルテックが19.2％を達成。
シャープは、2009年10月、世界最高となる変換効率35.8％（研究レベル）を達成。数年後に宇宙用としての実用化を目指している。


色素増感型
光を吸収して電子を放出する特長を持つ色素を利用した、色素増感型太陽光パネル。
利用できる光の波長領域が広い、製造工程に真空条件を必要としないため製造コストが低い、などのメリットがある。
また、色や形状の自由度が高い。色では、シアン・マゼンタ・黄色の3原色を使うことで、様々な色を作り出すことが可能。形状においても、好きな形に切り抜いて利用することができ、プラスチック基板では折り曲げることもできる。
変換効率は5～10％前後。


有機薄膜型
導電性ポリマーやフラーレンなど、有機半導体を用いる太陽光パネルで、軽量・柔軟性に富むといった特徴から、様々な商品への応用の期待が高まっている。ただ、変換効率や耐久性が問題で、変換効率は5％程度となっている。


量子ドット型
10nm程度の微小な半導体の粒子（量子ドット）の中に電子が入っており、効率的に太陽光を電気に変換させる仕組みになっている太陽光パネル。
理論上の最大変換効率は、シリコン型の30％程度に対し、60％になるとも言われている。
量子ドットの大きさを変えることで、様々な波長の光を吸収することができる。
現在、シャープと東京大学が共同で研究を進めており、16％台を達成している。実用化は2020年頃になると予測されている。

太陽光パネルの方位と発電量

この３連休でだいぶ暑さが和らぎましたね

さて、前回の記事でお伝えしていた、太陽光パネルの方位と発電量の関係です。


通常太陽光パネルを設置する方位は、真南向きが最適です。

これは誰でもなんとなく分かっていることだと思います。

では、真南に向けて設置できない場合、他の方角ではどうでしょうか？

下記は東京での太陽光パネルの設置を例として、真南に30度の傾斜角度で設置した場合の発電量を100%とした場合です。

東　　：83％
南東　：95％
南南東：98％
南　　：100％
南南西：98％
南西　：95％
西　　：83％

ですので、発電量が10％以上も落ちてしまう東や西の場合は要検討です。

南東～南西までが許せる範囲でしょうか。

前回の太陽光パネルの傾斜角度も合わせてしっかり検討することが必要です。

太陽光パネルの傾斜角と発電量の関係

この連休で暑さも和らぐようですね


さて、前回の記事でもお伝えしていた、太陽光パネルの傾斜角と発電量の関係です。


皆さんは太陽光パネルをどのような角度で設置すれば良いと思いますか？

おそらく設置を検討、相談をした方は業者に30度が最適と言われたと思います。

実はこれ、全国の年間平均値が根拠となっているなだけなのです。

ですので、実際のところ太陽光発電の最適角度は設置場所や地域によって異なってくるのです。

え?!答えになってない？

最適な角度のシミュレーションは下記のツールでできますので、一度お試しください。

http://www.nedo.go.jp/library/nissharyou.html


ちなみに、太陽光パネルの汚れが雨で流れ落ちやすいのは２０度以上と言われています。


次回は、太陽光パネルの方位と発電量のお話をしたいと思います。