太陽光発電 (PV) パネルが太陽光を使用可能な電力に変換することは誰もが知っていますが、プロセスの背後にある実際の科学を知っている人はほとんどいません。今週のブログでは、太陽光の背後にある核心的な科学について説明します。複雑に見えるかもしれませんが、すべては太陽光発電効果に帰着します。光を浴びると物質が電子を放出する能力。
分子レベルに入る前に、’発電の基本的な流れを大まかに見てみましょう。
太陽エネルギーの生成と伝送の基本的な手順
1. 太陽の光がソーラーパネルに当たり、電場を作ります。
2. 発生した電気はパネルの端に流れ、導線に流れ込みます。
3. 導線は電気をインバーターに導き、そこで DC 電気から AC に変換され、建物に電力を供給します。
4. 別のワイヤは、AC 電気をインバーターから敷地内の配電盤 (ブレーカー ボックスとも呼ばれます) に伝送し、必要に応じて建物全体に配電します。
5. 生成時に必要とされない電力は、ユーティリティ メーターを通ってユーティリティの配電網に流れ込みます。電気がメーターを通って流れると、メーターが逆回転し、余分な発電のためにあなたの財産がクレジットされます.
6. 太陽光発電の発電と流れの基本的な考え方がわかったので、次は’太陽光発電パネルの背後にある科学を深く掘り下げます。
太陽電池セルの背後にある科学
太陽光発電パネルは、多くの小さな太陽電池セルで構成されています – 太陽光発電とは、太陽光を電気に変換できることを意味します。これらのセルは半導体材料でできており、ほとんどの場合シリコンは、電場を作るために必要な電気的不均衡を維持しながら電気を通すことができる材料です。
太陽光がソーラー PV セルの半導体に当たると (ハイレベル レビューのステップ 1)、光からのエネルギーが光子の形で吸収され、多数の電子が放出され、セル内を自由にドリフトします。この太陽電池は、正と負に帯電した半導体を挟み込んで電界を生成するように特別に設計されています (視覚化については、左の画像を参照してください)。この電場は、ドリフト電子を特定の方向、つまりセルを裏打ちする導電性金属プレートに向かって強制的に流します。この流れはエネルギー電流として知られており、電流の強さによって各セルがどれだけの電気を生成できるかが決まります。放出された電子が金属板に衝突すると、電流がワイヤに向けられ、他の発電源と同様に電子が流れるようになります (プロセスのステップ 2)。
ソーラー パネルが電流を生成すると、エネルギーは一連のワイヤーを通ってインバーターに流れます (上記の手順 3 を参照)。ソーラー パネルは直流 (DC) 電気を生成しますが、ほとんどの電力消費者は建物に電力を供給するために交流 (AC) 電気を必要とします。インバーター’その機能は、電気を DC から AC に変えることであり、日常的に使用できるようにします。
使用可能な状態（交流電源）に変換された電気は、インバーターから分電盤（ブレーカーボックスとも呼ばれる）に送られ［手順4］、必要に応じて建物全体に配電されます。電気は、太陽エネルギーを使用して照明、電化製品、およびその他の電気機器に電力を供給するためにすぐに利用できるようになりました。
ブレーカー ボックスを介して消費されない電力は、ユーティリティ メーターを介してユーティリティ グリッドに送信されます (上記の最後のステップ)。ユーティリティメーターは、グリッドからあなたの財産への電気の流れ、およびその逆の流れを測定します。太陽エネルギー システムが現場で使用しているよりも多くの電力を生成している場合、このメーターは実際には逆方向に動作し、ネット メータリングのプロセスを通じて生成された余剰電力がクレジットされます。ソーラー アレイが生成するよりも多くの電力を使用している場合は、このメーターを介してグリッドから補助電力を引き出し、正常に動作させます。蓄電ソリューションによって完全にオフグリッドに移行していない限り、特にソーラー アレイが発電していない夜間には、グリッドからエネルギーを引き出す必要があります。ただし、このグリッド エネルギーの多くは、1 日を通して発生する過剰な太陽エネルギーと、使用量が少ない時間帯に相殺されます。
ソーラーの背後にある詳細は非常に科学的ですが、’ソーラー設備が企業や不動産所有者にもたらすメリットを科学者に説明してもらいましょう。経験豊富な太陽光発電開発者が、これらの利点を順を追って説明し、太陽光発電ソリューションがビジネスに適しているかどうかを検討するのに役立ちます。
