科学者たちは長い間、太陽エネルギーを電気に変換することを考えており、最初の試みは20世紀初頭にさかのぼる。当時、研究者たちは太陽エネルギーを変換する火力発電所プロジェクトを実施しようとした。しかし、その試みは失敗に終わった。失敗を重ねた科学者たちは、太陽エネルギーを直接利用する必要があるという結論に達した。こうしてアレクサンダー・ベクレルの光起電力理論が誕生した。しかし、科学者たちがその有効性を検証できたのは、34年後の1873年のことだった。この年は、光電効果に不可欠な半導体が発見された年である。その後、SPP（太陽光発電所）の歴史が始まった。

ソーラーパネルとは？

ソーラーパネルは、太陽光を蓄積して電気に変換する太陽電池のシステムである。ソーラーパネルの種類によって、その外観、出力、能力はそれぞれ異なる。

そのため、ソーラーパネルには主に次のような種類がある：

1.薄膜。アモルファス・シリコンの薄い層を箔やガラス、二セレン化物、銅でできた土台に貼り付けたソーラーパネル。他のタイプのパネルに比べ、最も安価である。しかし同時に、効率は6～13％で、生産性は最も低い。2.2.多結晶 多結晶シリコンとその他の不純物を使って作られる。多結晶ソーラーパネルの効率は15～18％である。同時に、製造技術が簡単で安価であるため、単結晶ソーラーパネルよりコストが低い。3.3.単結晶 単結晶ソーラーパネルはシリコンの単結晶から作られ、効率は最も高く、17～25％である。最大25年間使用できる。単結晶ソーラーパネルのセルは、角がカットされた正方形で、濃い青色または黒色をしているため、見分けがつきやすい。これらのパネルは最も高価だが、太陽エネルギーを電気に変換する効率も最も高い。

ソーラーパネルの構成は？

各ソーラーパネルの構造は類似しており、主なものは、半導体、フレーム、ガラス、シリコン・ウェハー、封止材、ジャンクションボックスからなる相互接続された太陽電池セルである。

ソーラーパネルの仕組み

ソーラーパネルは半導体をベースにしている。半導体に太陽光が当たると、半導体は熱を持ち始め、太陽光が放出するエネルギーの半分を吸収する。光子は半導体の一般的な原子構造から電子を叩き出す。自由電子は電荷を形成し始める。ソーラーパネルの各セルは、固体のシリコンセグメントではなく、2つの層で構成されている。しかし、これだけでは本格的な電場を作るには不十分で、プラスとマイナスの電荷を形成するために異物を使わなければならない。負電荷を持つ余分な電子を得るために、シリコンの上層はリンで飽和される。同時に、下層はホウ素で飽和され、電子が減少し、正電荷が形成される。これらのプロセスは、上層と下層の間の電界の形成に影響する。次に、太陽光の光子が自由電子をノックアウトし、電界がそれをシリコン接合から押し出す。こうして電流が発生する。生成された電流は、取り外し可能なバスバーと側面に配置された導電板を通してシステムに出力される。ただし、最初は直流電流が発生するが、さまざまなガジェットが接続されているネットワークには交流電流が流れていることを忘れてはならない。そのため、発電された電気はコントローラーとインバーターに送られ、そこで直流が交流に変換される。

冬でもソーラーパネルを使用できますか？

ソーラーパネルは、太陽の光を利用して発電する。しかし、常に晴れの日があるとは限らないため、技術者たちは、冬や曇りの天候であっても最大限の電力を発電するための、最も創造的で効率的な解決策を見つけるという課題を自らに課している。

低温、雪、氷。

冬場は日照不足のため、ソーラーパネルの性能は夏場に比べて著しく低下する。しかし、冬場の晴天時は気温が低いため、ソーラーパネルの電気部品の抵抗が減り、発電効率の向上に寄与する。メンテナンス担当者がパネルを温める。これにより、不要な雪や氷が取り除かれ、構造全体の動作が維持される。最近のソーラーパネルには、雪が自然に滑り落ちるような特殊な角度で設置され、太陽光へのアクセスを維持しているものも数多くある。

曇りの日が多く、日照時間が短い。

発電の生産性は低下するが、曇りでも発電は継続する。これは、ソーラーパネルが直射日光だけでなく、光のスペクトル全体を利用して機能する高度な技術で製造されているためである。そのため、ソーラーパネルの使用は、再生可能エネルギーの開発や環境負荷の低減に貢献するだけでなく、敵対的な攻撃や事故、自然災害、技術的な障害が発生した場合でも、信頼できるバックアップ・エネルギー源を作り出すことができる。また、技術のさらなる発展により、ソーラーパネルの効率はさらに向上している。