太陽光発電とは、太陽光のエネルギーを太陽電池を利用して電力に変換する発電方式のことです。太陽電池とは、光エネルギーを直接電力に変換する電力機器です。「電池」というと、電力を蓄えておくことができる印象がありますが、太陽電池は受けた光をすぐに電力に変換して出力するため、電力を蓄えておくことはできません。電気を蓄えるには、蓄電池が別途必要となります。太陽光発電によって発電した電力は、家庭用の電力として使用することもできますし、家庭で使用する以上の電力が発電された場合には、電力会社に売ることもできます。
太陽光発電はCO2排出量ゼロのクリーンなエネルギーのため、非常に注目されています。 特に最近注目が集まっているのは、太陽光発電に関して次のような背景があるためです。
①太陽光発電を推進する政策の強化
京都議定書で定めた温室効果ガスの削減目標を達成するために、政府はさまざまな取り組みを行っています。その中でも、温室効果ガスの削減に効果のある太陽光発電を広めるために、2009年11月に太陽光発電の売電価格を2倍に増やしたり、太陽光発電を導入する家庭に補助金を支給するなど、太陽光発電を推進する政策が強化されてきています。
②太陽光発電に対する投資効果の向上
太陽光発電は、以前は製品寿命の20年では投資回収できないと言われていましたが、現在では、売電価格の増額や補助金の支給などに加えて、太陽光発電システム価格の低下や発電能力の向上によって、太陽光発電に対する投資は10年～15年で回収できるようになってきています。電力買取制度に力を入れているドイツでは、銀行の利子や国債によるリターンよりも、太陽光発電を導入した方が投資効果が大きいという認識が国民にも広がり、急速に太陽光発電が普及しています。
③エネルギー収支の改善
これまで、太陽光発電システムを製造するためには、太陽光発電システムで生み出されるエネルギーよりも大きなエネルギーが必要だったため、かえって環境に悪いと言われていました。しかし最近では、製造の効率化や発電能力の改善が進んできたため、太陽光発電システムを製造するために必要なエネルギーは2年程度で回収できるようになりました。その結果、太陽光発電の環境改善効果が改めて見直されるようになってきています。
太陽光発電に必要な機器は次の4つです。
①太陽電池モジュール
屋根の上に設置されている太陽電池モジュールで太陽光を電力に変換します。実際に設置する場合には、太陽電池モジュールを支える架台も必要です。この太陽電池モジュールを屋根の上に何枚くらい設置できるかによって、発電できる量が変わってきます。屋根の形状（切妻、半切妻、寄棟、陸屋根、片流れ、入母屋など）や屋根材（スレート、和瓦、洋瓦、平瓦、金属瓦棒、折半など）、屋根の勾配角度などによって必要な架台が異なりますので、専門家への相談が必要です。太陽電池は、結晶（単結晶・多結晶）シリコン太陽電池や薄膜シリコン（アモルファス・微結晶・合金系）太陽電池、Ⅲ-Ⅴ族化合物太陽電池（超高効率太陽電池）、CIS/CIGS太陽電池（高性能薄膜太陽電池）、CdTe太陽電池などさまざまなタイプが開発されています。
②パワーコンディショナ
太陽光パネルを通じて生み出された電気は直流電力です。通常の電化製品は交流電力で動きますので、パワーコンディショナで直流電力を交流電力に変換し、家庭で使える状態にします。太陽電池メーカーによって、室内設置タイプのパワーコンディショナと室外設置タイプのパワーコンディショナがあります。室内設置と室外設置のどちらが良いとは一概には言えません。パワーコンディショナは場所をとりますので、室内設置タイプの場合は一定のスペースを必要としますし、室外設置タイプの場合は雨などで濡れない場所に設置しなければならないなど、ご自宅の状況によって検討する必要があります。
③分電盤
分電盤を通して、住宅内に電気を分配します。住宅内で使われない電力は、電力会社に送られます。
④発電量モニター
太陽光発電で生み出された電気のうち、余った電気は電力会社が買い取ってくれます。発電量モニターは、太陽光発電による発電量や、家庭内の消費電力、電力会社への売電電力を表示してくれます。最近では、カラーモニターでわかりやすく表示してくれるものや、家庭のテレビを発電量モニターとして使用できるもの、インターネットで確認できるものなどもあります。
