調査不足～太陽光発電

突然ですが、私は機械的なものが好きです。メカメカしい設備、それから精密な機械、そういうものにとても魅力を感じます。

そんなわけで、自分たちの家作りでも、実は太陽光発電も一応は検討してみました。『環境のために』というような素敵な価値観からではなく、単に『面白い設備』として興味があったからです。もしも電力費用のコストメリットが出れば儲けもの、くらいの気持ちでした。（妻は全く興味が無かったようです）

しかしながら、下のようなことを考えて、最終的には設置を見送ることにしました。

1. 家のデザインの都合上、太陽光発電に適した向きの屋根がない。
2. 今後の売電単価が不明である。
3. 電気料金で設備費を回収するのに10～15年かかる計算であるのに対し、インバーターその他付属機器の寿命が最短10年くらいの見込み。
4. 太陽電池の発電効率はまだたったの20％程度。効率100％を目指して性能向上の余地は十分にある。半導体関係は進歩の早い技術分野なので、ある日突然、発電効率が2倍にも達するような新型が発売されたら悔しいに違いない。(笑)

このように、理由はいくつかあったのですが、上の中で一番大きな理由は4.でした。

だって、パソコンでもいつも悔しい思いをするのに、車1台分くらいの値段の設備です。まして発展途上の設備なのです。慎重にならざるを得ません。

でも、その後1年経ちましたが、画期的な太陽電池が発明されたというニュースは遂に見ないままです。

先日それに気がついて調べてみると･･･

私の認識が完全に間違っていることが分かりました。(泣)

なんと、

『太陽電池の発電効率は、もうほとんど理論的上限に近づいてしまっている。』

のだそうです。

私が設置を見送った一番大きな理由付けが一気に崩壊した形です。(号泣)

完全な調査不足。検討が全く足りていませんでした･･･。

では、なぜ太陽電池の発電効率が理論値の上限に近付いていると言えるのか？

専門ではないので私の理解した範囲で少々。

太陽電池というのは、光のエネルギーが物質の中で電子を揺り動かす作用を使って光を電流に変えています。

電流として利用できるようにするためには、光が電子をある高さの壁の向こうに跳ね飛ばさないといけないのですが、電子がいくら高く飛んで壁の向こうに落ちても電子一個分の電流にしかならず、余計なエネルギーは無駄になるだけです。逆に低すぎれば壁を飛び越えられませんから、全く電流になりません。

光のエネルギーというのは、光の波長によって決まります。（Ｅ＝ｈν）波長が長い光はエネルギーが低く、波長が短い光はエネルギーが高いのです。

したがって、波長が長くエネルギーの小さな光がどんなにたくさん当たっても、電子を壁の向こうに跳ね飛ばすことは出来ません。壁の手前で電子がうごめくだけです。逆に、短すぎる波長の光は電子を高く跳ね飛ばすものの、発生する電流は壁を超えるギリギリの波長の光を与えた時と変わりません。

つまり、広く広がった波長分布を持った太陽の光の中で、発電のために使える波長域というものはかなり限定されていて、8割などという発電効率は理論的にあり得ないのだそうです。

理論的な発電効率の上限は約3割だそうで、現状で最も広い波長域を発電に利用できる多接合型と呼ばれる太陽電池では、この発電効率は既に理論値の上限にかなり近いとか。

一般的な太陽電池の効率が2割程度だそうですから、理論上限との差はあまりないということになります。

つまり、今後も劇的な効率向上というのはあり得ないということです。

だったら付けておいても良かった…かな？と思います。

逆にこれから設置を検討される方は、値段の多少の下落はあるにしても、設置面積や出力などについては将来的にもそれほど大きく変わらないはずですから、ある程度安心して設置されれば良いのではないかと思います。(責任は持てませんが)

しや、完全な調査不足。家作りでプランク定数（高校物理）まで遡るとは思いませんでした。

家づくりって深いですねえ…。(笑)