太陽光発電の原理：何エネルギーから何エネルギーを生んでるの？

太陽光発電を支える3つの「原理」とは何か：何エネルギーから何エネルギーを生んでるの？

太陽光発電って、屋根の上にパネルをのせているだけに見えますよね。
でも実はあれ、「光を受ける」→「電気を生む」→「使える電気に整える」という、きれいな流れで動いています。

そして面白いのが、太陽光発電は“回転”もしなければ“燃やす”こともしないのに、ちゃんと電気が出てくるところ。
つまり、いちばん大事なのはしくみ（原理）を知ることなのです。

このページの目次

まず最初の原理は、ズバリ「光が当たると電気が生まれる」話です。
太陽の光は、目に見える明るさだけじゃなく、エネルギーも持っています。ここで登場するのが光エネルギーという考え方。

太陽光発電は、その光エネルギーを受け取って、最終的に電気エネルギーへ変えていきます。
つまり「何エネルギーから何エネルギー？」と聞かれたら、まずは光エネルギー → 電気エネルギー、ここがスタート地点になります。

──こんな具合に、光が“スイッチ”みたいな役をするんですね。

ここ、ちょっと理科っぽいのですが、面白いポイントです。
光はふわっと広がるだけでなく、ときどき「小さな粒（光子）」みたいにエネルギーを渡すことがあります。

そのエネルギーを受け取ると、材料の中の小さな電気の担当（電子）が動き出しやすくなる。
そして、その動きが積み重なると、電気が出てくる方向へ話が進むのです。

太陽光発電の出発点は、光エネルギーを電気の動きに変えることなのです。

光を受けた瞬間に“電気のきっかけ”が生まれるのが、太陽光発電の第一歩なのです！

次の原理は、「電気の材料を、ちゃんと流れる形に整える」話です。
太陽光パネルの中身は、だいたい半導体という特別な材料でできています。

半導体は、条件しだいで電気を通したり通しにくくしたりできる材料。
そして太陽光発電では、性質の違う半導体をくっつけたp-n接合という構造が大活躍します。

──この“流れやすい向き”があるから、電気として取り出せるわけです。

光が当たると、半導体の中で電子が動き出します。
同時に、電子が抜けたあとの「穴」みたいな部分もできて、これを正孔（せいこう）と呼びます。

ここでp-n接合の出番です。
電子は片側へ、正孔は反対側へ──というふうに、自然と分かれていきやすい。だからこそ、外側の回路につなぐと電気が流れる道が作れるのです。

もしこの分かれる仕組みが弱いと、電子と正孔がすぐ元に戻ってしまい、電気として取り出しにくくなることもあります。
だからこそ、材料と構造がとても重要になるんですね。

半導体は、光で生まれた電子を“流れる向き”にそろえてくれる存在なのです。

p-n接合があるからこそ、電気をちゃんと外へ取り出せるのです！

最後の原理は、仕上げの工程です。
太陽光パネルから出てくる電気は、基本的に直流（ちょくりゅう）です。ところが、家や町でよく使う電気は交流（こうりゅう）なんですね。

そこで必要になるのが、パワーコンディショナ（パワコン）という機械。
これは、直流を交流に変えて、さらに電気の強さ（電圧）なども整えてくれる役目を持ちます。

──つまり「作った電気を、使える電気に翻訳する」段階があるわけです。

太陽の光は、雲がかかったり、角度が変わったりして、強さがゆらぎます。
するとパネルの出力も変わるので、そのままだと損をしやすいんですね。

そこでパワコンは、できるだけ効率よく電気を取り出せる点を探すMPPTという制御を使うことがあります。
ようするに「今この瞬間、いちばん発電できるポイント」を見つけて、そこに合わせにいくイメージです。

太陽光発電は、変換と調整を経て“社会で使える電気”に仕上げるのです。

直流を交流に変えて整えるところまでが、太陽光発電の大事な原理なのです！

ここまでで「太陽光発電を支える3つの原理」というテーマでお話してきました。
そして結局のところ、太陽光発電は“光を受けるだけ”ではなく、段階ごとに電気を作って整えているのです。

まとめると──

──以上3点が、太陽光発電の「何エネルギーから何エネルギー？」をスッと理解する近道になります。

太陽光発電は、燃料がいらない代わりに、光の強さが毎日ちょっとずつ変わります。
だからこそ、半導体の構造で電気を作りやすくして、パワコンで電気を使いやすく整える。そんな“裏側の工夫”が、実は主役です。

太陽光発電は「光エネルギーを電気エネルギーに変え、さらに使える形へ整える」発電だということですね。

つまり、光と材料と変換の3つがそろって、はじめて太陽光発電は成り立つのです。