太陽光発電は秋田の株式会社光システム | 太陽光パネル

低コストなものから高性能なもの、性能も形態も様々です。現在既に広く用いられているものから開発中のものまで、いろんな材料や構造を用いたものがあり、細かく分ければ数十種類以上になりますが、使う材料により大きく３種類、「シリコン系」「化合物系」「有機系」に分類されます。

シリコン系の単結晶シリコンや多結晶シリコンは最も古く、広く使用され、太陽光をどれだけ電気エネルギーに変換されたかを示す変換効率が他の太陽電池に比べ高いのが特徴です。

化合物系は、銅（Cu）・インソジウム（In）・セレン（Se）の3つを主な原料としております。現在主流のシリコン系太陽光パネルと比べて晴天時の発電効率は劣りますが、曇天時などの日射が少ない状況での発電効率が相対的に高く、影のある場所でも発電が可能です。

有機物系は電気を流す半導体は無機物で作られることが原則ですが、シリコンなどの無機物とは異なる有機物から作られ、薄くて軽く曲げが効くことから、フレキシブルパネルなどとも呼ばれております。

中でもペロブスカイト太陽電池は大きな注目を集めており、軽量で柔軟性があり、壁などをはじめ今まで設置が難しかった場所に設置が可能になりました。耐久性や安定性などが課題ですが、現在世界シェアの大半を占めるシリコン系の代わりとなる次世代の太陽電池として世界中で研究開発が進んでいます。

太陽光発電における変換効率（発電効率）とは、「太陽光のエネルギーをどのくらい電力に変換できるか」を表現した割合（%）を指します。

一般的に、現在流通している太陽光パネル（モジュール）の変換効率は、だいたい15%～20%程度です。ただし、種類やメーカーによっても変換効率は異なります。

「モジュール変換効率」と「セル変換効率」の2つで表すことが一般的で、それぞれ太陽電池モジュール全体とセル（太陽電池の最小単位）の変換効率を示しています。

モジュール変換効率とは、太陽光パネル（太陽電池モジュール）の1平方メートルあたりの変換効率を表す指標です。

セル変換効率とは太陽電池モジュールを構成している最小単位のセルと呼ばれる構成部品が1枚あたりの変換効率を表す指標です。
それぞれ以下の計算式で導き出すことができます。

モジュール変換効率＝（モジュール公称最大出力（W）×100）÷（モジュール面積（m2）×1000（W/m2））

セル変換効率＝出力電気エネルギー÷太陽光エネルギー×100

変換効率は気温や天気などの環境的問題、経年劣化やパネル表面の汚れなどで変換効率が左右されます。

一般的に太陽光パネルは高温に弱く、気温が上昇すると発電効率が低下し、特に30度を超える真夏には発電量が減少することがあります。

雨や積もらない程度の雪であれば、発電は可能ですが、晴れの日に比べると発電効率は低下します。雪がパネルに積もると、晴れていても太陽光が遮られて発電できなくなります。降雪が多い地域に太陽光発電を設置する場合は、事前に対策が必要になります。

太陽光パネルは長期間もつものの、経年劣化により変換効率が年々低下します。この劣化に対応するため、メーカーは「出力保証」を提供しています。突然大幅に発電量が減った場合は、太陽光パネルに破損などの異常が起こっている可能性があります。設置後も安定的な発電を維持するために、変換効率を定期的に確認することが重要です。

「南向きの角度30度」で設置するのが理想的といわれています。 角度30度は一般的な目安で、実際には地域の経度に基づいて最適な角度が異なります。

パネル上に汚れが付いていると発電効率が下がる可能性があります。また、パネルに傷や破損がある場合は発電効率だけでなく、太陽光発電システム全体に影響を及ぼすため、定期的にメンテナンスを行うことが大切です。

太陽光パネルの内部には太陽電池と呼ばれる半導体が組み込まれています。さらに半導体はn型半導体とp型半導体の2つに別れ、太陽光が半導体に当たると、n型半導体のほうにマイナスの電子、p型半導体のほうにプラスの正孔が集まります。これで乾電池と同じ状態になるので、2つの電極に導線をつなげば電子が正孔のほうへ移動して電気が流れます。

この時に発生する電力を光起電力と呼び、この仕組みを「光起電力効果」といいます。