太陽光発電のデメリットとは?

伊藤君

「先生、うちのおじいちゃんが『うまい話には気をつけろ』といつも言っていたんだけど、太陽光発電に悪いことはないんですか?」

先生

「う~ん、伊藤君のおじいさまはなにかひどい目にあったことがあるのかな?
それはともかく、確かかに物事には良いことばかりではないのは確かですね。」

伊藤君

「じゃあ、太陽光発電には実際に何か欠点があるんですか?」

先生

「ええ、太陽光発電にも次のようなデメリットがあります。

  • 発電量が不安定
  • 変換効率が低い
  • 価格がまだ高い
  • メンテナンスが必要

先生

「太陽光発電の一番の問題は、やっはり天候に左右されたり、夜間には発電することができないなど発電量が不安定であることですね。」

佐藤さん

「あれ、先生デメリットにメンテナンスが入っていますけど、確か『メンテナンスが簡単であること』はメリットじゃなかったんですか?」

先生

いいえ、メンテナンスが簡単であることはメリットだけど、そもそもメンテナンスが必要ということ自体がデメリットということなんです。

佐藤さん

「・・・・?」

先生

簡単に言えば、手入れは簡単だけど、小まめにしないといけないから面倒くさいということですね。

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太陽光発電のデメリット

太陽光発電のデメリットには次のようなものが指摘されています。

  • 発電量が不安定
  • 変換効率が低い
  • 価格がまだ高い
  • メンテナンスが必要

発電量が不安定

太陽光のエネルギーを電気エネルギーに変換して使うのが太陽光発電です。
そのため、夜間は発電できませんし、昼間でも曇天時や雨天時は発電量が大幅 に低下します。
実際、晴天時と比較すると、曇天時は30~50%、雨天時は10%程度の出力になります。
夜間は使用できないことや、天候によって発電量が大きく変動することは、将来にむけ て解決すべき太陽光発電の本質的な課題の1つです。
さらに、積雪が多く晴天が少ない日本海側と太平洋側では、太陽光が当たる日照時間が異なるため発電量が変わりますし、自宅の屋根の向きや形はもちろん、太陽光をさえぎる建物や樹木の陰によっても発電量は変動します。

変換効率が低い

太陽光発電は一般に発電効率が悪いというデメリットがあると言われています。
発電効率とは、エネルギー(熱量)をどの程度の割合で電力に変換することができるか、という尺度で、あるエネルギーから電力へと変換する過程で生じるロスが少なければ、少ないほどエネルギー効率がよく有効に変換しているとみなされます。
太陽光発電の場合、現在の市場に普及している太陽光発電システムのエネルギー効率は、最大のもので約20%程度と言われており非常に効率が悪いとされています。
しかし一方で、太陽の光はもともと使われていなかった資源であったので、それをわずかでも有効的に使えるのならば十分なメリットであるとも言われています。

価格がまだ高い

近年、太陽光発電業界の競争激化により、販売価格はどんどん下がってきています。
しかし、それでも多くの人にとって安くはないというのが現実です。
実際、太陽光発電の設置費用は、だいたい150万円~300万円あたりが相場価格となっているようです。
しかも、太陽光発電を購入する場合、国から補助金が出るといわれていますが、地域によってはすでに終了しているばあいもあるので注意が必要です。

メンテナンスが必要

ソーラーパネルは燃料などのランニングコストがかからず、耐用年数が長いので、ついメンテナンスのことを忘れがちですが、実は点検や発電量モニターなど、メンテナンスは欠かせない重要ポイントです。
太陽光発電は一般的に20年~30年程度の寿命があるといわれていますが、実際は10年程度でいろいろ問題がおき始めるようです。
その為、少しでも長く使用するためには小まめに発電量モニターをチェックすることや清掃作業が必要になります。
また、ソーラーパネル自体の耐用年数は25年~30年なのですが、電気を直流から交流に変換するパワーコンディショナーという機器は10年ほどの耐用年数です。その交換費用がかかることも要注意です。

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太陽光発電は温暖化対策の切り札?

田中君

「先生、質問です」

先生

「なんですか?」

田中君

「太陽光発電はどれくらい二酸化炭素を削減できるんですか?」

先生

「田中君、良い質問です。」

先生

「もし太陽光発電で、約1万kWhの発電をすると、なんと約1万㎡の森林が吸収する量のCO2 を削減することができるんですよ。」

田中君

「えっ、そんなに!?」

先生

「実際、国などの試算によると、太陽光パネルを設置して約2年たてば、その後はCO2排出ゼロで発電を行えるとも言われています。
今、世界中で温暖化対策が叫ばれていますが、太陽光発電は一つの答えになるかもしれませんね。」


太陽光発電と地球温暖化

現在、地球温暖化の原因となる温室効果ガスの排出量は増加の一途をたどり、中でも、二酸化炭素はその約80%を占めています。
特に工場などからの排出量が最も多く、大きな工場や事業所を持つ企業や公的機関ではCO2の削減が急務となっています。
このような状況下において、太陽電池を利用して、日光を直接、電力に変える太陽光発電は、電気をつくる際に火力発電のように石炭などの燃料を使わず、発電中に二酸化炭素(CO2)などの温室効果ガスをほとんど排出しないため、地球温暖化の防止に効果的であるとして注目されています。

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どのくらい削減できるのか?

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太陽光パネルで約1万kWhの発電をした場合、約5.2t-CO2 /年のCO2 削減量となります。
この削減量を森林面積に置き換えると、約1万㎡の森林がCO2 を吸収する量に 相当します

太陽光発電の推進で地球温暖化が止まる?

国などの試算によると、太陽光パネルを設置して約2年たてば、その後はCO2排出ゼロで発電を行っているとみなすことができるといわれています。
太陽光発電の推進が進めば進むほど、排出される温室効果ガスが減り、地球温暖化に歯止めがかかることは間違いないですね。

太陽光発電のメリットは何だろう?

佐藤さん

「先生、太陽光発電にはどのようなメリットがあるのですか?」

先生

「太陽光発電のメリットとして一般的に言われているのは次の3つです。」

  • クリーンで枯渇しない
  • 設置場所を選ばない
  • メンテナンスが簡単

先生

「まず、エネルギー源が太陽だから石油などの資源と違って枯渇する心配がありません。
また、太陽光発電は、導入するシステムの規模に関係なく発電効率が一定で、自由に規模を決めることができるため、一般家庭から大規模施設まで、それぞれの施設に合ったシステムを設置することができます。
さらに、太陽光発電は構造的にシンプルであるため、ほかの発電システムに比べメンテナンスも簡単といわれているんです。」

田中君

「先生、太陽光発電のメリットはそれだけですか?」

先生

「いいえ、太陽光発電には他にも様々なメリットがあります。
これらは興味があるなら後で独自に調べるといいですよ。」

3人

「は~い!!」

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太陽子発電の3つのメリット

太陽光発電には一般的に次のような3つのメリットがあるといわれています。

  • クリーンで枯渇しない
  • 設置場所を選ばない
  • メンテナンスが簡単

クリーンで枯渇しない

太陽光発電の最大のメリットは、太陽というエネルギー源が無尽蔵で、クリーンである点です。
石油を燃焼させて電気を起こす火力発電のように、発電時にCO2(二酸化炭素)や、SOX(硫黄酸化物)、NOX(窒素酸化物)などの大気汚染物質を発生させることがありませんので、環境破壊対策としても高い期待が寄せられています。

設置場所を選ばない

太陽光発電は、導入するシステムの規模に関係なく発電効率が一定です。
さらに設置する場所の広さに合わせて自由に規模を決めることができるため、一般家庭から大 規模施設まで、それぞれの施設に合ったシステムを設置することが可能です。
日射量さえ確保できれば、設置場所を選ぶことがなく、例えば、自宅の屋根や屋上にも設置することができます。

メンテナンスが簡単

太陽光発電システムは構造的にシンプルであるため、ほかの発電システムに比べメンテナンスも簡単です。
しかも、システムの寿命も比較的長く、現在、太陽光発電に用いられる太陽電池の耐用年数は、20年以上とされています

その他のメリット

その他、太陽光発電には次のようなメリットもあると指摘されています。

  1. 節電効果があり、停電など電力会社からの供給が途絶えたときなどいざという時も発電した電力を使用できる
  2. 補助金で設置費用が安くなる
  3. 電気買取制度で太陽光発電で作った電気を売ることができる

①については、電気を自宅で作るのですから必然的に、電力会社から購入する電気は少なくなり、加えて、東日本大震災のような災害により停電となったとしても電気を使い続けることができます。
②と③は政府が太陽光発電を推進している「今」だからこそのメリットですね。

太陽熱発電のメリットとは?

田中君

「先生、太陽光発電はよく聞きますけど、太陽熱発電はあまり聞いたことがないのです・・・」

先生

「そうですね、太陽エネルギーの活用といえば、太陽光発電のほうが有名ですからね。」

佐藤さん

「それは太陽熱は太陽光よりも長所が少ないということでしょうか?」

先生

「いいえ、佐藤さん。太陽熱発電は太陽光発電よりもメリットは多いのですよ。」

佐藤さん

「・・・先生、それはどういうことですか?」

先生

「そもそも太陽エネルギーを利用することの長所は、エネルギーが無尽蔵であることと、二酸化炭素を出さないということです。これは太陽光も太陽熱でも変わりません。」

先生

「でも、太陽熱発電は更に太陽光発電よりも導入費用が安いほか蓄熱により24時間の発電が可能といった長所を備えているのです。」

伊藤君

「先生、それならば、太陽光よりも太陽熱のほうを推進したほうが良くないですか?」

先生

「いいえ、確かに太陽光発電よりもメリットの多い太陽熱発電ですが、残念なことに日本では地形の問題で不向きといわれているのです。」

先生

「それに・・・」

佐藤さん

「先生、どうしたのですか・・?」

先生

「・・・まあ、大人の世界にはいろいろあるということです。みんなも、大人になればきっとわかると思いますよ。」

 

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太陽エネルギーのメリット

太陽エネルギーを活用するメリットは主に次の二つです。
これは太陽光発電及び太陽熱発電に共通したメリットです。

  • 資源が無尽蔵
  • 二酸化炭素など温室効果ガスを排出しない

資源が無尽蔵

太陽エネルギーを活用する最大のメリットは、エネルギー源がほぼ無限であるということです。
例えば、火力発電ではそのエネルギー源となる石油などの資源はこのままの調子で行けばあと数十年後には確実に枯渇するといわれています。
しかし、太陽エネルギーを利用した発電の場合、エネルギー源が太陽であるため、枯渇の心配がなくほぼ無尽蔵に半永久的に使えるのです。
もっとも、その太陽も数十億年後には消滅するとわれていますので、厳密には永遠ではないのですが、そもそも太陽が燃え尽きるまで人類の歴史そのものが続いているのかのほうが疑問であるので、あまり気にする必要はありません。

二酸化炭素など温室効果ガスを排出しない

太陽エネルギーを活用するも一つのメリットは、燃料を用いないため二酸化炭素などの温室効果ガスを排出しないことです。
現在、地球温暖化が問題となっており、その原因となっている温室効果ガスの削減が求められていますが、太陽エネルギーによる発電は地球温暖化対策の切り札としても期待されています。

太陽熱発電のメリットとは

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実を言えば、太陽熱発電は太陽光発電よりもメリットが多いのが特徴です。
太陽熱発電特有のメリットとしては次のようなものがあります。

  • 太陽光発電に比べて高コストな太陽電池を使う必要がない
  • 太陽光発電の太陽電池より太陽熱発電の反射鏡のほうが製造・保守の面で有利
  • 蓄熱により発電量の変動を抑えることが可能で夜間でも稼働できる
  • 火力発電との共用が可能
  • 大型・高電圧の交流発電機が使用可能なので系統電力の送電網に乗せることにも都合が良い

特に太陽光発電のエネルギー効率が最高でも20%程度なのに対し、太陽熱発電は40〜60%とエネルギー効率が良く、さらに太陽光発電の抱える欠点をある程度改善しています。

何故、太陽熱発電ではだめなのか?

このように太陽光発電に比べて、メリットの多い太陽熱発電ですが、残念ながら日本では太陽光発電ほど積極的に推進されていません。
その理由としては、太陽熱発電には次のようなデメリットが存在するからです。

  • 広い土地が必要
  • 雨期は発電効率が良くない
  • 発電に向いている地域が限られる

地熱発電は雨期は極端に発電効率が悪くなり、また夏至と冬至の昼間の時間の差が長い地域では、効率よく発電ができないと言われています。
さらに太陽熱発電を建設するには広い平坦な土地が求められます。
このため、山地が多く、しかも雨も多い日本においては適さないと考えられているのです。
また、純粋な理由ではなく、太陽熱発電は太陽光発電ほど巨額の利権を生み出さないという事も国(というよりも政治家)が太陽熱発電の導入に積極的ではないという側面もあるようです。
もっとも、近年、太陽熱発電のメリットは日本でも再評価される動きが出ており、一部の研究機関や電力会社では試験的な導入も行っているようです。

太陽から電気を作るには?

伊藤君

「先生、そもそもどうやって太陽から電気をつっくているの?」

先生

「伊藤君、それは実に良い質問ですね。」

先生

「今、伊藤君がとても良い質問をしてくれたので、これから太陽と電気の関係についてお話ししましょう。」

3人

「ハーイ!!」

先生

「まず答えから先に言うと、太陽から電気を作る方法は二つあります。」

先生

「一つは、太陽の光を利用して電気を作る方法、これを太陽光発電といいます。」

先生

「そしてもう一つは、太陽の熱を利用して電気を作る方法、こちらは太陽熱発電といいます。」

先生

「要するに私たちは太陽の光と熱を使って電気を作り出しているのです。」


驚くべき太陽エネルギーの力

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絶えず核融合を起こしている太陽は、そのエネルギーをあらゆる方向に飛ばしています。
地球に届くエネルギーはその僅か22億分の1に過ぎませんが、それでもわずか1時間分のエネルギーは世界の年間エネルギー量に匹敵する莫大なものです。」
私達はこの莫大な太陽エネルギーのうち、光と熱を使って電気を作り出しています。

太陽光発電とは?

太陽光発電は、半導体材料の表面に太陽光を当てた時に生じる光電効果(=光を電気に変えること)を利用する「太陽電池」により、太陽の光エネルギーを直接電気に変換する発電方式です。
太陽光発電は、化石燃料は使わず、発電のためのエネルギー源は太陽の光エネルギーなので、事実上「無尽蔵」です。
これが火力発電など他の発電方式との大きな違いとなります。

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太陽熱発電とは?

太陽熱発電は、太陽光から熱エネルギーを集めて熱交換器で蒸気を発生させてタービンを回し、発電機から電気を作り出します。
この仕組みは水蒸気を発生をさせる方法が太陽熱であることを除けば、火力発電や原子力発電など従来の発電方式と全く同じです。
つまり、太陽熱発電は従来の発電技術をそのまま太陽エネルギーにあてはめたものです。

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