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キャンピングカー|太陽光パネルの必要性と今後の課題とは!?

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当サイトの管理人「ひろろん」です。

このページでは、今後の発展が期待される「太陽光パネル」について紹介しています。

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キャンピングカー|太陽光パネルの必要性と今後の課題とは!?

キャンピングカーで生活する場合、電力の確保はとても重要です。近年のキャンピングカーではバッテリーの大容量化や予備バッテリーの搭載、断熱対策の向上により車内でも過ごしやすくなってはきているものの、やはり真夏や真冬にはエアコンが必要なので、電力の消費も大きくなります。

また、キャンピングカーにおいては住宅とは違い電力を常に供給することが出来ないので、バッテリーへの充電が課題となるわけです。

そこで今回は、キャンピングカーにとって将来必需品になりそうな「太陽光パネル」の今後の課題と発展について考えてみたいと思います。

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太陽光パネルの種類は?

太陽光パネルには、「シリコン系」、「化合物系」、「有機物系」に分類され、この中でも特にシリコン系の太陽光パネルは広く普及されています。

しかし最近では、より軽量化と高効率化を実現しようと研究開発が進められ、化合物系や有機物系、それらを組み合わせて構成したハイブリッド型の太陽光パネルも市販化されるようになりました。

主に住宅用として普及されてきた太陽光パネルは、シリコン系の「結晶シリコンソーラーパネル」が国内市場での約80%を占めています。他20%が同じシリコン系の「薄膜シリコンソーラーパネル」と化合物系の「CIGS系(CIS)ソーラーパネル」となっています。

○結晶シリコンソーラーソーラーパネル:

最も広く普及している結晶シリコン太陽光パネルは、価格の幅も広い点とパネルの形状も多様なので選択肢が多いことが特徴です。そのため、予算や設置する屋根の形状に合わせて適切な配置を行うことがしやすくなっています。

またパネルのデザインも豊富で、三角形や台形、長方形など豊富に取り揃えているので、国内の建物事情に合わせたタイプを自由に選択することができ、屋根に合ったものが見つけやすく建物の外観を損ないません。国内の建物事情に合わせたタイプを自由に選択することができます。

●発電効率:13~20%

●汎用性:◎

●利点:形状の選択肢が豊富

○薄膜シリコンソーラーソーラーパネル:

薄膜シリコン太陽パネルとは、電卓や時計などに用いられている太陽電池です。特徴である薄さと軽量さに大変注目が集まり、最近では屋外用に実用化されるなどの開発が急速に進んでいます。

もし開発に成功しますと、従来の結晶シリコン太陽パネルに比べて約100分の1と極薄を実現することになり、その薄さと軽量さ、柔軟さを活かして量産性の高い太陽パネル生産が可能になると考えられています。

量産が進むとさらなるコストダウンも可能となるため非常に期待が集まりますが、発電効率が低いのが難点です。

●発電効率:7~10%

●汎用性:△

●利点:薄型で軽量。柔軟な製品もあり。

○CIGS(CIS)系ソーラーソーラーパネル:

CIGS(CIS)とは、太陽光パネルの素材の原料となる「Cu(銅)、In(インジウム)、Ga(ガリウム)、Se(セレン)」の4元素のイニシャルから付けられています。
シリコン系とは異なる化合物系と称され、市販化され始めたばかりの太陽光パネルとなっています。

特徴は少ない資源で量産しやすいため、パネル本体の価格を抑えやすく外観も黒一色となっています。最近生産量が急増しており、次世代パネルとして注目を集めていますが、若干発電効率が低めとなっています。 開発がさらに進めば、結晶シリコンと並ぶ主力になるパネルと言えるでしょう。

●発電効率:8~12%

●汎用性:○

●利点:黒くデザインが良い。

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太陽光発電における「変換効率」とは?

太陽光発電の変換効率とは、発電設備がエネルギー源をどれだけ電力に変換することができるかが分かる指標のことを言います。太陽電池においては太陽の光エネルギーを電力に変換しますが、汎用の太陽電池においては20%程度の製品が販売されています。

太陽エネルギーの5分の1しか活用できていないということで、平均40~50%、高効率のもので59%という機器が使われている火力発電などと比べると太陽光発電は効率が悪いとする意見も聞かれますが、そもそもCO2を排出し、枯渇も心配される化石燃料ではなく、無償でクリーンなエネルギー源である太陽の光を活用するという点で、太陽光発電には大きな可能性があると言えます。

変換効率に大きな影響を及ぼす「バンドギャップ」とは?

「バンドギャップ」とは物質の結晶体のバンド構造において「電子」が存在できない領域全般を指し、物質固有のものです。

太陽光発電素子に用いられる物質では、この「バンドギャップ」が小さい方が変換効率が良くなります。シリコン系の物質が発電素子に使われる要因は、シリコンの「バンドギャップ」が小さいからなんです。

また、バンドギャップ以外に変換効率は『光の波長、エネルギー、温度』によっても変動します。

以上のことから、太陽光パネルの性能を上げるには、「変換効率」を効果的に向上させる必要があるのです。

「変換効率」の飛躍的な向上が今後の課題!

現在広く使われている太陽電池は、「バンドギャップ」が1つしかない『単接合型』のため、光エネルギーを充分に活用・変換できていません。

変換効率を向上させる方法の1つとして、「バンドギャップ」が違う材料を積み重ねて幅広い光の波長に対応できる『多接合型』の化合物太陽電池があります。

現在では光エネルギーを効率よく電気エネルギーに変換する『高効率変換素子』の開発が進められていますが、こちらの開発がさらに進めば太陽光発電の「性能の向上」につながります。

すなわち変換効率が向上すれば、少ない面積の太陽光パネルでも、より多くの発電が可能というわけですね!

キャンピングカー|太陽光パネルの必要性と今後の課題とは!?の記事まとめ:

長文の記事になってしまいましたが、今後さらなる活用が期待される「太陽光パネル」の今後の課題について書かせて頂きましたが、いかがでしたでしょうか?

住宅用の自家発電にもそうですが、キャンピングカーなどの決められた省スペースだからこそ、今後の性能アップに期待していまいますよね。

そんなに遠くない将来、バッテリーに頼らなくても自家発電でキャンピングカーでの生活が可能になる。…そんな時代が来るかもしれませんね!

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