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太陽電池、光を集めて発電量アップ

太陽電池、光を集めて発電量アップ

太陽電池から出力される電力は、光の強さに比例します。

そのため、強い光を集めることができれば、電力もそれだけ大きく出力されることになります。

集光システムについてみていきましょう。

 

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集光システム

太陽電池から出力される電力は、入射光の光強度に比例します。

つまり、光強度の高い入射光を得ることができれば、出力される電力もそれだけ大きくなるということです。

そのため、レンズや反射鏡などを利用して太陽光の密度を高める方法(集光)が用いられます。

集光によって通常の1000倍の光強度を得ることができます。

しかし、結晶シリコン系太陽電池では、高温による性能低下が起こるため、冷却機器の設置あるいは高温時でも性能低下の少ない太陽電池を用いる必要があります。

また、常に太陽電池セルに焦点を当てておくため、太陽光追尾システムも必要です。

なので、家庭用には適していませんが、今後、全方向からの光を特定の面に集める、追尾不要の太陽レンズの研究も進んでいます。

面積あたりの出力電力が増加するということは、逆に言えば、出力電力あたりの太陽電池セル数が少なくて済むということになります。

発電量の大きな施設であれば、使用する太陽電池セル数の削減は、集光装置のコストを考慮しても太陽光発電システムのコスト削減に貢献しています。

工学的手法による集光には、大きく分けてレンズを使用する方式と、反射鏡を使用する方式があります。

どちらも、平行な入射光を太陽電池セルに集中させる方式なので、常に太陽に向いている必要があります。

この欠点を改良し、どの方向からの入射光でも、内部で反射させながら特定の面に集めることのできる太陽レンズも開発されています。

 

 

その他の集光システム

日本のように日照時間の少ない国では、集光の効果は少ないと言われていますが、集光技術の進歩によ集光システムは期待されています。

レンズや反射鏡を利用した集光システムのほかにMITの研究者が屈折率の高いガラスと有機色素の組み合わせによる集光手段を発表しました。

太陽光追尾システムや冷却装置が要らないので、よりやすく製造ができます。

見た目は色つきガラスなので窓にも使えるといいます。

 

 

新しい発想の集光システム

屈折率の高いガラスに光を当てると蛍光発光もしくは、燐光発光をする有機色素をコーティングした新しい発想の集光システムです。

有機色素が特定の波長の光を吸収し、別の波長の光として発信します。

発信された光は、屈折率の高いガラスの中を外に出ることなく移動し、ガラスのふちに設置された太陽電池に吸収されます。

不要な光は透過するため、必要以上に熱くなることもなく、見た目は単なる色ガラスのようです。

集光技術と高効率な多接合型太陽電池を組み合わせることで、今まで以上に高効率化と低コストが期待されます。

 

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まとめ

 

今回は太陽電池の集光システムについてみてきましたがいかがでしたか?

人類が抱えているエネルギー問題、

現在の暮らしを見つめなおして、

未来の暮らしを考えてみましょう。

それでは、最後まで読んでくださって

どうもありがとうございました!^^

よろしければシェアやコメント等

してくださると幸いです◎




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