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GME公式ブログ

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2016/06/28
太陽光発電 (若林)

先日、ホームセンターで太陽光発電の説明を聞く機会がありました。太陽光発電はソーラーパネルを家の屋根などに設置することで光のエネルギーを電気に変えるもので、電気料金を削減したり、余った電力を売ることができたり、停電の時にも電気を使うことができるメリットがあるようです。一方、ソーラーパネル自体の価格が高く、設置のコストも高いため、増えてはいるものの誰もが手軽に導入しているという状況に至っていないのが現状ではないでしょうか。

太陽光発電については、設置コストとかよりも、そのメカニズムに興味をそそられます。そもそもなぜ太陽の光で電気を作ることができるのでしょうか。それはどうもソーラーパネルの素材に秘密があるようです。ソーラーパネルは二つの異なる半導体(N型半導体とP型半導体)を重ね合わせてできていますが、この二つの半導体の接続部分に光が当たると、接続部分に安定して存在している“電子”が光のエネルギーをもらって、飛び出して自由に動き回れるようになります。この時、二つの半導体の逆側同士を電極でつなぐと、その自由に動き回れる電子が電極の方へ流れるために電気エネルギーが発生し、そのため外部の電気回路に電力が供給されることになるわけです。実によくできていますね。

『金属に光を当てると電子が飛び出す』という現象は1887年にヘルツによって発見されました。これは光電効果と呼ばれるものですが、『光の強さを強くすると飛び出てくる電子の数は増えるが、波長がある値より長い光では、どんなに強い光でも電子は出てこない』など、なぜこのような現象が起こるのかは当時、誰も説明することができませんでした。そんな中、現れたのがアインシュタインです。アインシュタインは光は“波”ではなく、“粒子”として考えることを主張し、1905年に光電効果という現象がなぜ起こるのかを解き明かしました。これにより1921年にノーベル物理学賞を受賞することとなります。つくづくアインシュタインはすごいと思います。

一度は勉強したものの、この分野は忘れかけてしまっていますので、もう一度学んでみてもいいのかなぁなどとソーラーパネルをみるたびに思います。 (若林)

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