太陽エネルギー
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太陽エネルギーの利用

太陽エネルギーの利用方法には、ソーラーシステムや太陽熱温水器などのように熱的に利用するものと、 太陽光発電(太陽電池)のように、光のエネルギーを直接電気エネルギーに変換して利用する方法があります。

太陽エネルギーの利用/図
太陽熱を利用するソーラーシステムってどんなもの?

現在市販されている太陽熱利用機器は、ソーラーシステムと太陽熱温水器に大きく分けられ、太陽熱を集める集熱器は、平板形、真空ガラス管形などがあります。ソーラーシステムは集熱器とお湯を貯める部分がそれぞれ機器として完全に分離していますが、太陽熱温水器はこの集熱器とお湯を貯める部分が一体の機器であるのが特徴です。

ソーラーシステム

水式ソーラーシステムと空気式ソーラーシステムがあります。それぞれの詳細な仕組みは、「しくみ」をご覧下さい。
以下に、水式ソーラーシステムの概要を紹介します。

集熱器を屋根に乗せ、蓄熱槽を地上に設置するのが一般的です。
集熱器と蓄熱槽の間を配管することで集熱回路を作ります。集熱回路には不凍液などを熱媒として用いる密閉式と利用水をそのまま熱媒として用いる開放式があります。
太陽熱で集熱器が一定の温度に達すると集熱ポンプが自動的に運転され、集熱回路の中の熱媒を循環させ、蓄熱槽にお湯を蓄えます。 貯湯量300リットル、集熱器の面積6m2(集熱器3枚)のものが多くなっています。集熱器の面積を大きくすればセントラル給湯や暖房などが可能です。

ソーラーシステム
太陽熱温水器

昔から使われているもっとも簡単な太陽熱利用機器です。 貯湯量200〜250リットル、集熱器の面積3〜4m2のものが多くなっています。
>> 詳細な仕組みはここをクリックしてください。

太陽熱温水器/図
太陽光発電システムってどんなもの?
太陽電池は電気的な性質の異なるN型の半導体と、P型の半導体をつなぎ合わせた構造をしています。 この2つの半導体の境目をPN接合と呼んでいます。
太陽電池に太陽光が当たると、太陽光は太陽電池の中で吸収されます。 この時吸収された光の持っているエネルギーで、+と−の電気をもった粒子(正孔と電子)が発生して各々自由に太陽電池の中を動き回りますが、 電子−はN型半導体の方へ、正孔+はP型半導体の方へより多く集まる性質があります。
太陽電池/図
このため、表面と裏面につけた電極に電球やモーターのような負荷をつなぐと電流が流れ出します。