●太陽光発電【タイヨウコウハツデン】

太陽電池などを利用して太陽の光エネルギーを電気に変換する発電方式。ソーラー発電。

太陽の光エネルギーを電力に変換する発電方式のこと。一般には太陽電池を利用して、光エネルギーを直接電力に変換している。人工衛星や無人灯台の電力として1960年代から広く実用化され、近年では時計や電卓などの日用品にも利用されている。
再生可能エネルギーである太陽光をエネルギー源とするため、継続的反復的に発電でき、最小単位の発電装置はコンパクトかつ比較的長寿命でメンテナンスも軽微もしくはほとんど不要であることから、前述のような環境・設備での利用が広がった。しかし、大規模な商用発電のためには、火力などの発電方式と比べて広大な設置面積が必要である。また、太陽電池は製造コストが高く、夜間には発電できないなどのデメリットもある。
地表に到達する太陽エネルギーの密度は、日本付近では1平方メートル当たり1キロワット程度になり、太陽電池の変換効率は20%程度にまで向上している。自家用などの小規模なものならば、建物の屋根や構造物の表面にも簡易に設置できるため、潜在的な資源量は日本の総電力需要をはるかに上回る。輸入に頼る化石燃料を必要とせず、エネルギー自給率を高めるとともに、発電そのものについては温室効果ガスとされる二酸化炭素の排出も伴わない。また、問題視されていた太陽電池の製造コストは普及とともに逓減してきているため、数十年内にはトータルの発電コストにおいても火力と逆転するとの予測もある。小規模で不安定な多数の太陽光発電施設を電力網に組み込むためには、スマートグリッドなど安全かつ効果的な制御が求められるが、将来有望なエネルギーである。
太陽光発電は夏季の昼間の冷房需要による電力ピーク時には大きな出力を見込めるが、悪天候や夜間における発電量の変動が大きいので、主たるエネルギー源とは成り難い。一方、原子力発電では安全上の問題から24時間ほぼ100%の出力で連続運転が求められ、それゆえ、需要が減少する夜間には電力の過剰が生じて送電の安定が損なわれる危険性がある。
この対策として、ロスが多くコストの高い揚水発電所を建設したり、廉価な料金設定で深夜電力利用を促したりする必要がある。また、需要増加時の不足を補うため、相当規模の火力発電所などを待機させる必要もある。太陽光発電が増加すれば、これらの需給の変動をある程度吸収することができ、有効な対応手段となる。さらに、太陽光発電は消費地直近に設置することもできるので送電網に余裕を生み出すなど、補助的な発電方式としてのメリットは大きい。日本の太陽光発電設備容量は世界第3位の214万キロワット(2008年末累計)だが、環境省の「低炭素社会構築に向けた再生可能エネルギー普及方策検討会」の提言では、家庭の余剰電力の固定価格買取制度等を通して飛躍的な普及を図り、30年には国内累積導入量7900万キロワットを目指すとしている。
(金谷俊秀　 ライター ／ 2011年)

太陽電池を利用し、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する発電方式のこと。パネルの重量に耐えることができる場所であれば屋根や壁など建造物の様々な場所に設置が可能。また近年は軽量で柔軟なフレキシブル型太陽電池も開発されており、取り付けの自由度が高まっている。

太陽エネルギーを太陽電池で受けて電力を得る発電方式。太陽電池は，シリコン（ケイ素）などの半導体に光をあてると起電力を生じることを利用したもので（→光起電力），用途は幅広く，人工衛星，宇宙ステーションや無人施設の電源から，時計や電子式卓上計算機にまで用いられる。地球温暖化の原因である二酸化炭素などを発生せずに発電するため，石油，石炭，天然ガスなどの化石燃料による温室効果ガスの削減に貢献できるとして世界的に開発が進んだ。日本では費用の高さなどから普及が遅れていたが，設備の設置については補助金制度が設けられ，発電した量から使用量を引いた残りの電力については 2009年11月に電気事業者（電力会社）による余剰電力の買取制度が始まり，導入が促進された。2011年3月の福島第一原子力発電所事故発生後は，電力の安定供給と原子力発電への依存の低減を目指し，2012年7月から太陽光発電を含む再生可能エネルギーの固定価格買取制度が始まった。また出力 1000kW（1MW）超の発電能力をもつ大規模太陽光発電施設（メガソーラー）の建設が各地で進められた。

太陽光が当たると電気を発生する太陽電池を利用して、太陽の光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電方式。シリコン半導体を用いる太陽電池は1954年に発明されたが、その基本的原理はp形半導体（ホウ素を添加してつくる）とn形半導体（リンを添加してつくる）の接合部に光が当たると電位差が生ずる性質を利用したものである。

　太陽エネルギーは、無尽蔵、クリーンかつ「ただ」であり、石油のような地域的偏在もないというメリットがあり、さらに太陽光発電システムには、可動部分がなく静か、運転・維持・保守が容易、規模の大小にかかわらず一定の発電効率が得られる、などのメリットがある。しかし一方では、太陽光のエネルギー密度が小さく、天候条件に左右される点や、必要設備のコストが高いこと、太陽電池の発電効率が低い、太陽光発電が大量導入された場合の電力供給体制への影響など、さまざまな制約要因や課題もある。

　日本では、工業技術院（現、産業技術総合研究所）を中心とした「ニューサンシャイン計画」（1993年度～2000年度）をもとに、太陽電池製造技術と太陽光発電システムの双方について、新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO(ネド)）や民間企業、大学などを中心として多様なタイプの太陽電池に関する技術開発などが進められている。

　しかし、近年、太陽光発電について、温暖化ガスを排出しないエネルギー源であること、エネルギー自給率の向上に資すること、将来有望なエネルギー産業として発展する可能性が期待されていることから、世界的に急速に利用促進の動きが進められるようになった。この状況下、太陽電池製造では、2005年にドイツが日本を抜いて、世界第1位となった。また、アメリカでも、オバマ政権のもと、太陽光発電も含む再生可能エネルギー源の利用促進が、環境・エネルギー安全保障対策、さらには雇用・経済対策の同時追求のため「グリーン・ニューディール政策」として推し進められた。

　日本でも、太陽光発電促進に向けた政策が強化され、政府の「低炭素社会づくり行動計画」が2008年（平成20）に発表されたが、そこに示された、太陽光発電の導入量を2020年に現状の10倍、2030年に40倍にすることを目標とした施策が進められている。その一環として、これまでの補助金政策や、電力会社などに太陽光発電を含む新・再生可能エネルギーから発電される電気を一定割合以上利用することを義務づける「RPS法」（「電気事業者による新エネルギー等の利用に関する特別措置法」平成14年法律第62号）に加え、住宅用などの太陽光発電から自家消費分を超える余剰電力分を買い取る制度が導入された。

［小山　堅］