みんなが住んでいる地球を明るく照らし、植物を育て、動物を元気にする力になったり、人間が住みやすい温度にしてくれたりしているのが、太陽光(たいようこう)なんだ。太陽光はそれだけでなく、ふだんの生活に欠かせない電気をつくりだす、新しいエネルギーとして注目されているんだ。今回は、太陽光から電気がつくりだされる仕組みや、研究の歴史などについて学んでみよう。

太陽光がエネルギーになるのはなぜ?

太陽は、みんなが住んでいる地球から、約1億5,000万Kmもはなれた場所にあるんだよ。それだけ遠くにある太陽からどうやって電気をつくりだすのか?というと、工場などの大きな建物や家の屋根、山や海のそばなどに、黒っぽい板のようなものが、たくさんならんでいるところを見たことはないかな?その装置が、太陽光を電気に変えるソーラーパネルなんだ。
さらに、ソーラーパネルを近くでよく見てみると、小さな板に分れていて、その小さな板が「太陽電池(たいようでんち)」なんだ。太陽電池に太陽光が当たると、太陽電池のなかで変化が起きて、電気をつくる(発電する)ことができるんだ。太陽電池は、太陽光が当たっている間は、ずっと電気をつくることができるんだよ。
くわしい仕組みは、また後でしっかりと見てみよう。

太陽光発電の研究はいつから始まったの?

太陽光から電気をつくる太陽光発電はとてもすごいことだけど、実は、いまから約180年も昔から研究は始まっていたんだ。1839年、フランスのアレクサンドル・エドモン・ベクレルという学者が、金属の板に光をあてると電気が発生することを見つけ、1883年には、アメリカのチャールズ・フリッツという発明家が、太陽電池のもとになるものを発明したんだ。日本では、1955年に初めて太陽電池がつくられ、3年後の1958年には太陽光発電システムとして実用化されたんだよ。その後、1970年代から世界中で太陽光発電の研究がさかんになり、いまでは世界中のいろんな場所で、太陽光発電が行われているんだ。

太陽光から電気をつくる仕組みは?

それでは、太陽光から電気をつくる太陽光発電の仕組みを見てみよう。
ソーラーパネルにある一つひとつの太陽電池は、「n型半導体(えぬがたはんどうたい)」と「p型半導体(ぴーがたはんどうたい)」という2種類の半導体(はんどうたい)をはり合わせて作られていて、それぞれの半導体が、電気が流れる「導線(どうせん)」で結ばれているんだ。
ソーラーパネルに太陽光が当たると、太陽電池のn型半導体のほうに「-(マイナス)の電子」が、p型半導体のほうに「+(プラス)の電子」が集まるんだよ。そして、2つの半導体をつなぐ導線を伝わって、-の電子が+の電子のほうに移動するんだ。この電子の流れを利用して、電気を取り出すのが太陽光発電の仕組みなんだ。
ちょっとむずかしいかもしれないけど、図をよく見て太陽光発電の仕組みを覚えておこう。

太陽光から電気をつくりだす太陽電池は、「電池」という名前がついているけど、それ自体に電気をためておくことはできないので、太陽電池でつくりだした電気は、そのまま使ったり、電気をためておく「バッテリー」にためて必要なときに使ったり、使い方はいろいろとあるんだ。

(2016年5月時点の内容です)

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