太陽光を活用したエネルギー源として、太陽光電池が世界中で注目されています。
その多様なタイプと特性が、どのような用途に適しているのか。
本記事では、そんな8種類の太陽光電池の特徴を解説していきます。
太陽光電池の種類
太陽光パネルには、それぞれ特徴ある技術が詰まった下記の8種類があります。
- 単結晶シリコン
- 多結晶シリコン
- ヘテロ接合型シリコン
- アモルファスシリコン
- CdTe
- CIS
- CIGS
- GaAs
どの太陽光パネルが絶対的に優れているというわけではなく、それぞれの太陽光パネルにメリット・デメリットがありますので、ひとつずつ詳細を見ていきましょう。
単結晶シリコン
単結晶シリコンを使用した太陽電池は、太陽電池の技術の中で最も古くから存在しています。
1960年代開発当初の発電効率が６％ほどに対し、現在は13%を超えるものが多くなっています。さらに高性能単結晶シリコンを使用した太陽電池では約20%になる商品もあります。
単結晶シリコンを使用した製品は多く流通しており、Panasonicや東芝などの国内外を問わず数多くのメーカーが使用しています。
多結晶シリコン
多結晶シリコンは、現在最も多く設置されている太陽電池になります。
太陽光を受け取る小さな単結晶の太陽電池を組み合わせることによって作られます。
それらの太陽電池のサイズはほかの太陽電池よりも小さいので、多結晶シリコンはコストを抑えることができます。
また、多結晶シリコンは、小さなサイズと高いエネルギー効率を兼ね備えているので、安全性と信頼性が高いものとなっています。
ヘテロ接合型シリコン
ヘテロ接合型シリコンは、単結晶シリコンと多晶シリコンを混合して作られた特殊な太陽電池です。ヘテロ接合型シリコンを使用すると、太陽電池の効率が大幅に向上し、太陽光発電のコストを大幅に削減できます。
また、ヘテロ接合型シリコンは、高温に強いため、高温多湿の地域でも安心して使用できます。
アモルファスシリコン
太陽光を有効に取り込み、変換する能力が高いため、太陽光発電用に広く使用されています。
アモルファスシリコンは、単結晶、多晶、ミクロ晶などの種類があり、それぞれ特徴があります。
単結晶は一番高価であり、多晶は低価格ながら高効率を実現します。また、ミクロ晶は、薄膜太陽電池などに使用されることが多く、低コストで効率的な発電を可能にします。
CdTe
CdTe太陽電池は、非常に高い太陽電池効率を持つ太陽電池です。
CdTe太陽電池は、高い太陽電池効率を実現するために、非常に高い熱容量を持つCdTe材料という素材を使用しています。
CdTe太陽電池は、通常の太陽電池と比較して低いコストで製造できるため、太陽電池市場において非常に重要な役割を果たしています。
また、CdTe太陽電池は、熱容量が非常に高いため、熱的な衝撃に強く、極端な気象条件下でも太陽電池効率を維持することができます。
CIS
CIS（シーアイエス）は、液晶太陽電池とも呼ばれ、液晶テクノロジーを採用した高い効率を実現している太陽光パネルです。
ガラスやプラスチック素材を用いることで、様々な集光器を使って太陽光を効率よく取り入れることができ、比較的安価な発電技術として非常によく利用される太陽光パネルの形体です。
普通の太陽電池と比べて、太陽光が少ないときでも良好な性能を発揮するという特徴があります。また、太陽光を電力に変換する効率も、普通の太陽電池よりも高くなっています。
CIGS
CIGS（シーアイジーエス）は、Cu(銅)、In(インドium)、Ga(ガリウム)、Se(セレニウム)を混合した合成太陽電池のことです。
CIGS太陽電池は、高温でも高効率を発揮するため、平均気温が高い地域で好んで採用されます。
また、CIGSの太陽光パネルは優れた性能と低コストを実現しているため、太陽光発電の主力となりつつある技術です。
単純な構造を持つため生産コストが低く、太陽光パネルの分野で今最も有望だと言われています。
GaAs
GaAs(ギガアンプス)とは、ガリウムとアリールの2つの元素を混合して作られた太陽光パネルで、高い効率で太陽光を変換できるため、太陽光発電に広く使われています。
GaAsは高い電気伝導性を持っているため、太陽光発電パネルの作動性を向上させることができます。
太陽光パネルの設置場所別の選び方
太陽光パネルには様々な種類がありますが、設置場所で選ぶと失敗が少ないです。
具体的には、下記のとおりとなります。
| 設置場所 | おすすめ太陽光パネル |
|---|---|
| 一般住宅屋根など接地面積が狭い場合 | 発電効率が高い単結晶シリコン太陽光パネル |
| 屋根に後付けするなど重量が不安な場合 | 本体重量が軽い太陽光パネル |
| 気温が高い地域に設置する場合 | 暑い地域でも性能を発揮できるヘテロ接合型太陽光パネル |
| 積雪する雪国に設置する場合 | 雪の反射光も取り込める両面太陽光パネル |
| 海風が当たる沿岸周辺に設置する場合 | 塩害対策された太陽光パネル |
| 大きな土地に大規模に設置する場合 | コストバランスの良い多結晶シリコンの太陽光パネル |
住宅屋根など接地面積が狭い場合
太陽光パネルの接地面積が限られている場合には、発電効率が高い単結晶シリコンの太陽光パネルがおすすめです。
単結晶シリコンは太陽光の少ない時間帯でも半導体特性によって発電効率を保つため、普段から少量でも電力を発生させることが可能。また、単結晶シリコンの太陽光発電モジュールは、高圧・高温などの環境下でも長期的に安定した発電が行なえます。
戸建住宅の屋根に後付けするなど重量が不安な場合
本体重量が軽い太陽光発電システムを導入するようにしましょう。
積載重量に制限がある場合であっても、適切な搭載量と配置をすれば、太陽光を最大限に活用し、発電効率を高めることができます。
軽量なモデルを選んでおけば、既存の構造物の負担も抑えることができますので、長期的に見ても安心です。
気温が高い地域に設置する場合
暑い地域でも優れた性能を発揮したいなら、ヘテロ接合型シリコン太陽光パネル一択です。
ヘテロ接合型シリコンは高い効率を発揮しながらも、非常に低いコストで太陽光パネルを導入できるというメリットがあります。
また、熱を受けても劣化しにくく、暑い地域でも性能を維持しやすい特徴があります。
積雪する雪国に設置する場合
雪国では日射量が少ないため、両面太陽光パネルが有効です。
このパネルは、太陽の光を受けるパネルを両面に持つため、たとえ直接的に太陽光を取り込めなくても、雪の表面で反射した太陽の光を受け取ることができます。また、横からの光を受け取ることも可能。
これにより、低い日射量の時でもより多くの太陽光を受け取ることができ、太陽光パネルの生産性を向上させることができます。
海風が当たる沿岸周辺に設置する場合
海が近くにあったり、海風が当たるような場所に太陽光パネルを設置する場合、塩害対策された太陽光パネルを選択しましょう。
塩害対策というのは、海岸近くなどで酸素が枯渇したり、塩分が高くなる環境を想定したもので、耐塩性や耐酸性などが要求されます。
塩害対策がされている太陽光パネルは、耐食性や耐久性などを備えているため、塩害対策に適した製品として人気があります。
もしも太陽光パネルが塩害により損傷しても修理が可能であるため、万一の際も安心心できる利点があります。
大きな土地に大規模に設置する場合
たくさんの枚数の太陽光パネルを設置するなら、コストバランスの良い多結晶シリコンの太陽光パネルがおすすめです。
多結晶シリコン太陽光パネルは、優れたコストパフォーマンスが最大の特徴。
価格が安く、高い効率を実現しているため、単結晶シリコンよりは発電効率が落ちるものの、その分たくさんの太陽光パネルを設置できるため、投入コストを回収しやすいです。
長期的な耐久性もあり、メンテナンスのお金がかかりません。
良い太陽光発電を見つけられるかは工務店次第
太陽光パネル選びで失敗しないためには、性能が高く、かつ安価なものを選ぶのが一番良いでしょう。
しかし、それは自分ひとりでは中々難しいため、本当に親身になって相談に乗ってくれる工務店を探すところが始めなければいけません。
良い太陽光パネルを見つけられるかは、工務店次第なのです。
まずは購入する太陽光パネルについて、自分である程度把握をして、その前提知識を持った上で工務店に相談すると話がスムーズです。
太陽光パネルの専門家に相談することで自分が持ち合わせていなかった新たな知識や、専門家ならではのプロ目線でのアドバイスもいただけます。
導入する・しないは、相談後に決めれますので、まずはいくつかの工務店に相談して、良い工務店を探すところから始めてみると良いでしょう。
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