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「太陽光発電」
注目を集める再生可能エネルギー 「太陽光発電」 今月3月に発生した東日本大震災により、原子力発電 への不安が深刻になる一方で、 安定的な電力供給への 社会的関心もかつてない高まりをみせている。こうし た背景からも、安全かつクリーンなエネルギーに今後 ますます注目が集まることが予想される。そこで今回 は、規模の大小にかかわらず導入できるクリーンエネ ルギー 「太陽光発電」 に着目し、 その仕組みやメリット、 導入事例等を紹介しよう。 はじめに 表1：日本の発電電力の割合と推移 日本のこれからの電力事情 先般の東日本大震災では東京電 での中長期的な電力不足も不安視 力株式会社の福島第一原子力発電 されはじめている。 所や複数の火力発電所が甚大な被 原子力発電の当面の不足分につ 害を受け、 首都圏では今後、夏場に いては、火力発電の増強等による 向けた需要に対する十分な電力供 対応が講じられているが、火力発 給が難しい状況となっている。 電が多量のCO2を排出するという 従来、日本では石炭・石油等の 問題から目を背けることはできな 火力発電が中心であったが、消費 い。そこで、現状約2％の割合で 電力量の急増と共に、原子力発電 しかないものの、太陽光や風力、地 の占める割合が高くなっている。 熱といったクリーンかつ安全な新 発電電力量の割合と年毎の推移 しいエネルギーに大きな期待が集 （表１） を見ると、1980年では原子 地熱および新エネルギー 水力 天然ガス 石炭 石油等 原子力 （億kwh） 10,000 9,396 9,889 9,565 8,557 8,000 7,376 5,840 6,000 4,850 4,000 2,000 0 17％ 27％ 27％ 34％ 34％ 31％ 29％ 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2009 （年度） （出典： 「原子力・エネルギー」 図面集2011より） 表2：太陽光発電の国別導入量 まっている。 国名 導入量（MW） 力発電は17％でしかなかったが、 中でも太陽光発電は、設置規模 1 スペイン 2,511 電力需要の増加に伴い1985年以 や設置場所の自由度が非常に大き 2 ドイツ 1,500 降は全体の約30％の発電量を担 く、個人レベルでも導入すること 3 米国 342 うに至っている。しかしながら、 ができる最も身近な発電システム 4 韓国 274 震災に伴う放射線被害という深刻 といえる。日本は太陽光発電のテ 5 イタリア 258 な問題を目の前に、中部電力株式 クノロジーでは世界トップレベル 6 日本 230 会社・浜岡原子力発電所は全炉停 の 「先進国」であるが、導入実績で 7 チェコ 51 8 ポルトガル 50 止、各所の増設計画も凍結・見直 は6位と遅れをとっており、今後の 9 ベルギー 48 導入促進が期待されている （表2） 。 10 フランス 46 しが検討される等、国内の広範囲 （出典：欧州EPIA調べ 2008年） 6 2011.6 太陽光発電とは？ が、「セル」 「モジュール」 「アレイ」 太陽の光を電気に変換 という構成単位がある。 セル 太陽から地球に到達する光エネ を持ったP型へ、電子はマイナス ルギーは、 1㎡あたり1kW。太陽光 極性を引き寄せるN型へそれぞれ 太陽電池の基本単位であり、1個の太 陽電池素子そのもののこと。 発電は、 太陽電池を用いてその太陽 誘引される。そこで、P型シリコ モジュール 光エネルギーを直接電気に変換す ンとN型シリコンにそれぞれ電極 る発電方式である。太陽電池には を付け、負荷を介して接続すると、 「電池」 という名前がついているが、 電流が流れ出し、電力を得ること 電気を蓄える機能はなく、 太陽の光 ができる。これが太陽電池の基本 エネルギーを吸収して、 それを電気 的な発電原理である。 に変える変換器のことである。現 建物の屋根等に設置される太陽 在最も多く利用されている太陽電 電池はパネル状になっており、一 池はシリコン系太陽電池で、 P型・ 般的に太陽光パネルとも呼ばれる N型という電気的な性質の異なる 2種類の半導体 （シリコン）を重ね 当たると、プラスの極性を持った アレイ モジュールを複数枚組み合わせるこ とにより必要な発電量を確保するユ ニットで、これが屋根等に設置する 完成形となる。 正孔 図1：太陽光発電の原理と仕組み 電子 太陽 合わせた構造となっている。 シリコンの原子には、太陽光が セルをパネル状に複数枚組み合わせ て、 屋外で使用できるよう樹脂や強化 ガラス等で保護し、 パッケージ化した もので、 太陽光発電システムにおける 最小単位となる。 拡大 太陽電池 太陽電池の断面図 アレイ 電極 「正孔」 とマイナスの極性を持った モジュール 「電子」 に分かれる性質がある。正 セル 反射防止膜 N型シリコン P型シリコン 電流 電流 電極 孔はプラス極性を引き寄せる特性 太陽光発電のメリットとデメリット 械的なトラブルが起きにくいた 環境にやさしく夏場の電力需要ピークも緩和 め、保守･管理が行いやすい。 ところで、 太陽光発電は、なぜ今 ●クリーンなエネルギー 規模にかかわらず発電効率が一 まで広く普及するに至らなかった CO2を排出せず、放射性廃棄物 定であるため小規模システムでも のだろうか？その理由としては、 等環境に深刻なダメージを与える 非効率とならない。また、設置場 発電電力量あたりのコストが他の 物質も排出しない。また、排水や 所の制約が少なく、腕時計から人 発電方式に比べ割高であり、発電 騒音、振動等周辺環境に影響を及 工衛星まで、幅広く利用されてい 電力量が日照時間に左右されると ぼすこともない。 る。 いった点が挙げられる。また、日 ●再生可能エネルギー ●災害による影響が少ない 本特有の問題として、国土が狭い 有限で枯渇の可能性がある石油 比較的小規模な発電装置を消費 うえ、季節による天候の変動等が や石炭等の化石燃料に対し、自然 地近くに分散配置して電力を供給 あることも普及しない要因といえ 環境の中で繰り返し起こる現象か する分散型電源のため、 大規模災害 るだろう。 ら得られる太陽光をエネルギー源 等においても被害を分散でき、非 しかし、そのような要因がある としている。太陽熱、風力、水力、 常用電源としても期待できる。 にせよ、太陽光発電が大いに期待 地熱、波力等も再生可能エネルギ ●真夏の電力需要ピークを緩和 できる発電方法であることに間違 ーである。 日中に発電するため、真夏の昼 いはない。主なメリットをまとめ ●保守や管理がしやすい 間という電力需要のピークを緩和 てみた。 発電装置に可動部分がなく、機 できる。 ●設置規模や場所の自由度が高い 2011.6 7 導入事例 （オフィス・商業施設） 三菱地所株式会社 オフィスビル最大級の太陽光パネルを屋上に設置 不動産開発の大手・三菱地所が じて、真に価値ある社会の実現に アイランド対策等、様々な角度か 東 京 都 丸 の 内 に2009年4月 に 竣 貢献する』ことを基本使命として ら環境配慮に取り組んでいます」。 工させた丸の内パークビルディン います。そうしたことから、丸の 実際、テナントがオフィスビルを グでは、屋上の設置可能な場所に 内パークビルディングでは太陽光 選定する判断基準の1つとして、 最大限に太陽光パネルを実装して 発電の他にも、建物自体の断熱性 建物の環境配慮水準が問われはじ いる。この発電システムはオフィ 能の向上、テナントごとのエネル めているという。環境への意識の スビルとしては最大規模であり、 ギー消費量の『見える化』、オフィ 高まりと共にこのようなオフィス 最大60kWの電力が発電可能だ。 ス街にはまれな質の高い緑化空間 ビルは今後、増えていくものと思 これは丸の内パークビルディング と吸水型保水性舗装によるヒート われる。 の街区全体の夜間ライトアップを 賄える電力量であるという。 く れ ばやし 同社ビルアセット開発部の榑 林 康治氏は、太陽光パネル設置の背 景や同ビルの総合的な環境対応に ついて次のように語る。「三菱地 所グループは、 『地球環境にも配慮 した魅力あふれるまちづくりを通 環境共生型のリーディングプロジェクトの成果 として誕生した、 丸の内パークビルディング。 ビル屋上に設置された太陽光発電システム。 イオン株式会社 エコ意識の醸成にもつながる商業施設の太陽光発電 イオンが運営する埼玉県越谷市 施設における大規模太陽光発電の もの教育面でもプラスになるとい のイオンレイクタウンは、 「人と自 意義を次のように語る。「太陽光 う観点から、保護者の皆様や教育 然に心地いい」をコンセプトに開 発電は、施設として直接的に省エ 関係機関からも高い評価をいただ 発された日本最大のエコ･ショッ ネ効果があると同時に、多数の太 いています」。 ピングセンターである。イオンレ 陽光パネルがお客様の目に触れる この施設の事例は、小学校社会 イクタウンでは、太陽光パネル製 ことで、エコ意識の醸成にも寄与 科授業の副読本でも紹介されてい 造の大手・京セラ株式会社との共 することができると思います。特 る。商業施設での導入の好例とも 同事業で、国内の商業施設では最 に環境に優しい商業施設は、子ど 言えよう。 大級となる太陽光発電システムを 展開。現在、約4,070㎡のソーラ ーパネル （レイクタウンアウトレ ットも含む）により、年間約42万 kWhの太陽光発電を行い、約184t のCO2削減を実現している。 同社コーポレート･コミュニケ こ うき ーション部の小 浮 正典氏は、商業 8 2011.6 イオンレイクタウン施設中央に設置された太陽光発電 システム。 建物壁面にも太陽光パネルを設置。 導入事例 （自治体・工場・道路 等） 株式会社NTTファシリティーズ 岡山県企業局 地域と密着した 大規模モデル事業を推進 地域の気候特性を生かし 浄水場に太陽光パネルを設置 NTTファシリティーズは、環境省のメガワットソーラー共 岡山県は「晴れの国おかやま」をキャッチフレーズとするほ 同利用モデル事業の受託先として、高知県高知市の入交住環 ど、日 本 有 数 の 晴 天 が 多 い 県 で あ る。 同 県 の 企 業 局 で は 境株式会社と共同で、四国初の地域新エネルギー LLP （有限責 NEDO （独立行政法人 新エネルギー ･産業技術総合開発機構） 任事業組合） 「よさこいメガソーラー」を設立。2006年11月 の 「地域新エネルギー導入促進事業」により、2003年に西之 より事業を展開している。高知県香南市を中心に、公共施設 浦浄水場に太陽光パネルを導入。以後その規模を拡大すると 等の屋根に3～20kW規模の太陽光電池パネルを分散して設 ともに、他の複数の浄水関連施設にも太陽光パネルを設置し、 置。トータル1MW（メ トータル1MWを超える発電出 ガ ワ ッ ト ）規 模 の 太 陽 力 を 得 る と 同 時 に、年 間 で 約 光発電システムを構築 1,160tと試算されるCO2削減 し、地 域 へ ク リ ー ン な に貢献。地域の気候特性を生か 電力の供給を行ってい して太陽光発電を積極的に取り る。 入れている。 株式会社再春館製薬所 西日本高速道路株式会社 （NEXCO西日本） 広大な企業拠点に 民間トップクラスの施設を構築 高速道路のインターチェンジを 太陽光発電に利用 基礎化粧品や生薬製剤の製造･販売で有名な熊本県の再春 NEXCO西日本・関西支社では、NEDOとの共同研究事業 館製薬所では、約9万坪という広大な敷地「再春館ヒルトップ」 として、 名神高速道路の吹田インターチェンジに約100kWの に本社･工場を置いている。同社では「人も自然の一部である」 太陽光発電設備を設置し、2008年3月より運用を開始してい という漢方の理念から、 「自然から恵みをいただく会社が自然 る。同社は大気中の温室効果ガスの濃度を地球規模で安定さ を壊すようなことがあってはならない」と考え、社屋の屋上や せるため、高速道路空間を活用したCO2削減の取り組みの1 壁面に太陽光パネルを設置し、2004年3月より稼働。現在、 つとして、高速道路の維持管理用電力の一部にクリーンエネ パネル数1万54枚、総発電量は1.775MWで、同社の年間使 ルギーの代表である太陽光発電設備を導入した。 用電力の約25%を補っている。「人と自然の共存」を理念に 掲げる企業ならではの取り組み例と言えるだろう。 様々な取り組みとこれからの展望 また、太陽光パネルとリチウム イオン電池を組み合わせて発電と 事例で紹介しているように、す る力として、国や自治体、各種団体 蓄電を行うことで、停電時の非常 でに商業施設等において大規模な からの助成金、電力会社による余 用電源として利用できる電源装置 太陽光発電の導入が着実に広がり 剰電力の買い取り制度等が挙げら の提供を開始したハウスメーカー を見せている。また、個人宅にお れるが、こうした太陽光発電の導 もある等、企業や団体のBCP（事 いても低価格化や電力不足への懸 入を加速させるための助成策の拡 業継続計画）対策においても、太陽 念を背景に導入が促進されるもの 充にも大きな期待が寄せられてい 光発電が担う役割はますます重要 と予想される。これらを後押しす る。 になりそうだ。 2011.6 9