太陽光発電の種類
環境に優しく無限の資源である太陽光は、太陽エネルギーを通じて電力を生成します。これは、今日の世界的なエネルギー問題に対処するための非常に前向きで持続可能な答えとなっています。この記事の目的は、さまざまな太陽光発電方法、その原理、応用、将来の成長と発展を、数多くの実例とデータに裏付けられて詳しく解説することです。-
1. 太陽光発電 (PV) 太陽光発電
ソーラーパネルは半導体材料を使用して太陽光を電気に変換します。太陽光の光子は太陽電池に影響を与えます。細胞がワイヤーに接続されると、電気が発生します。ベル研究所は 50 年代に最初のシリコン パネルを製造しました。
利用可能な太陽光発電システムには次のような種類があります。
ソーラーパネルの基本的なカテゴリ:
単結晶パネルには 1 つのシリコン結晶があり、最大 25% の効率と耐久性により最も多く製造されています。これらのパネルは最も視覚的に魅力的であり、あまりスペースをとりません。そのため、ユーザーからの支持も高いのです。
多結晶パネルには複数のシリコン結晶があります。これら 2 つの中では最も安価ですが、効率は同等のものより低く、15% ～ 20% です。これらのソーラーパネルは、大規模太陽光発電で一般的に使用されます。システム。
薄膜-:これらのパネルは、ガラスや柔軟なプラスチック上にテルル化カドミウムやペロブスカイトなどの材料の薄い層を使用します。車に搭載されている場合や建物に組み込まれている場合など、重量とサイズが重要な場合に適しています。ペロブスカイト膜は最近かなり改善されており、2009 年の効率は 3% でしたが、研究室では 10 年以内に 31.1% に達しました。
2. 集光型太陽光発電（CSP）
CSP の説明は次のとおりです。
CSP では、鏡やレンズを使用して、固体を加熱して塩などの液体に変えるものに太陽光を集中させます。液体は蒸気を発生させ、タービンを動かし、電気を生み出します。 CSPとソーラーパネルの違いは、CSPは熱を蓄えることができ、いつでも発電できることです。
以下にいくつかの異なる種類を示します。
これらは、曲面鏡を使用して、熱で満たされたパイプに太陽光を集中させ、液体を貯蔵し、後で蒸気を生成してタービンを稼働させることができます。その一例がスペインのゲマソーラー工場です。太陽光発電タワー: これには太陽を追跡するヘリオスタットと呼ばれる鏡がたくさんあります。
一例として、米国の 392 MW Ivanpah 発電所が挙げられます。 リニア フレネル リフレクター: これらは、太陽光を高いレシーバーに集中させる、一列に並んだ平面ミラーです。この場所は放物線状の谷よりも効率的である可能性があります。
どのように使用されますか?
CSP は、特に鉱業や淡水化などの産業に熱を供給することに非常に優れています。一例としては、100 万以上の家庭に電力を供給しているモロコのヌール ワルザザート複合施設があります。
グリッドの安定性: CSP は熱エネルギーを蓄えることができるため、安定した電力供給を行うことができます。これは、風力や太陽光パネルなどの安定性の低いエネルギー源のバランスを取るのに役立ちます。
欠点は何ですか?
CSP プラントでは、ミラーと受信機に多額の初期費用が必要です。
また、水が不足している乾燥した場所では、冷却に水を使用するのが難しい場合があります。良いニュースは、空冷システムが普及しつつあることです。-
3. ハイブリッドソーラーシステム
種類に名前を付けるには:
ドイツの太陽光-風力ハイブリッド パークの季節変動に見られるように、風力タービンを追加した太陽光-風力ハイブリッド - は、昼夜のサイクルが大幅に強化されます。
太陽光-バイオマス システム - 太陽エネルギーをバイオガスなどのバイオ燃料に永久的に貯蔵し、夜間に使用します。インドのハイブリッドプラントは、農業廃棄物をこれに利用することを目的としている。
太陽光-原子力ハイブリッド - 統合型太陽光発電。 NuScale のソーラー ファームを備えた小型モジュラー リアクター (SMR) などの実験用リアクターを使用すると、ピーク時のエネルギーを継続的に使用できます。
4. 新興の太陽光発電技術
ａ．ペロブスカイト太陽電池
ペロブスカイト太陽電池は、低い製造コストで優れた効率を実現します。つまり、シリコン太陽電池よりもはるかに安価に製造できます。
これらのセルはシリコーンよりも柔軟性があり、より多様な構造に適しています。原理的には、ペロブスカイトはさまざまな薄くて柔軟な基板上に堆積でき、建築用統合型太陽光発電（BIPV）とも呼ばれる、薄くて柔軟なソーラー パネルを開発する可能性が生まれます。-
b.宇宙利用太陽光発電 (SBSP)
日本の宇宙機関 JAXA は、太陽光発電衛星 (SPS) に関するこのクレイジーなアイデアを練り上げています。基本的に、彼らは宇宙に打ち上げられた人工衛星にソーラーパネルを設置して太陽光を捉え、それをマイクロ波電力に変換し、地球上の私たちにビームで送り返すことを計画している。この SPS は 1 ギガワットの電力を生み出す予定で、2030 年までに企業が使用できるようになることが期待されています。
c.量子ドット太陽電池
量子ドットという小さな物質は、あらゆる太陽光を捉えることができます。これにより、太陽電池の出力が 50% になる可能性があります。スタンフォード大学の研究では、量子ドットによって薄型、高出力のソーラー パネルが可能になる可能性があることが示唆されています。-
5. 太陽光発電の実践
オーストラリアの SunDrive チームは、シリコン セル効率 25.54% の世界記録を達成しました。
モロッコは、溶融塩の使用により 3 時間のエネルギー貯蔵能力を備え、130 万人以上に電力を供給できる可能性があるヌール・ワルザザート CSP (集光型太陽光発電) 発電所を建設しました。
