交換効率はどの程度?


佐藤さん

「太陽の光を電気に変えるなんて、太陽電池は本当にスゴイですね!!」

先生

「そうですね。
でも、太陽光発電は無駄が多すぎるという指摘もあるんですよ。」

佐藤さん

「えっ、それはどういうことですか?」

先生

「”降り注いだ太陽光エネルギーをどの程度電気に変えることができるか”ということを変換効率と言いますが、太陽電池の変換効率はどの程度だと思いますか、佐藤さん?」

佐藤さん

「えっ、全部じゃないんですか?」

先生

「実は現在市販されている太陽電池の変換効率はわずか10%~20%程度です。
つまり、8割から9割のエネルギーが全く無駄になっているということです。」

佐藤さん

「そんなに少ないんですか?」

先生

「ええ、ですから太陽発電はものすごく効率が悪いという主張も間違てはいないわけです。」

佐藤さん

「でも先生、たとえ効率が悪くても太陽の光を電気に変えるというのは決して間違ってはいないと思うんですけど…」

先生

「その通りです。
つまりは考え方次第ということですね。」

先生

「確かに太陽電池の変換効率は良いとは言えません
しかし、元々、なんの活用のしていなかったエネルギーを少しでも電気に変えている訳ですから、その意味では全く活用しないよりはるかにマシといえます。」

先生

「それに、今は変換効率は悪くても、将来はもっと良い太陽電池が開発される可能性は十分にあります。
皆さんが大人になるころには、もっと無駄なく電気を作れる太陽光電池が市販されているかもしれませんね。」

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解説:太陽電池の変換効率はどの程度?

変換効率とは、太陽電池に入射した光のエネルギーのうち電気エネルギーに変換した割合を表す数値です。
もっと具体的に言えば、まり、太陽電池モジュール1m2当り、1kWの光エネルギーを何%電気エネルギーに変換できるかを表します。
これは次の計算で求めることができます。
 
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現在、市販されている太陽電池の変換効率は10%~20%であり、太陽エネルギーの実に8割から9割をロスしていることんあります。

変換効率100%はもともと無理

勿論、変換効率の数字が大きいほうがロスするエネルギーは少ないということであり、より多くの電気を生み出すことができます。
それならば、変換効率100%を目指したいところですが、残念ながらそれは不可能です。
元々太陽の光は様々な波長の光の集合体であり、太陽電池に使われている半導体の種類によって利用できる波長が異なります。
ちまり、その太陽電池が字戸津の半導体の身で作られていた場合、どうしてもすべての波長の光を利用することはできないのです。
実際、一種類の半導体を用いた太陽電池では、どんなに変換効率を上げたとしても論理上、最大変換効率は30%にとどまるといわれています。
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2050年までに40%が目標

より高い変換効率にするためには、複数の半導体を用いることが一番です。
この太陽電池だと、論理上、最大変換値は60%以上になるとされています。
実際、異なる種類の複数の半導体を用いた太陽電池の開発は進められており、まだ実験段階ではありますが、変換効率が40%である太陽電池が既に開発されており、2050年までの実用化が目標となっています。

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