Solar Power

基本概念
太陽光発電は、半導体の光電効果を利用して太陽光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する発電技術です。太陽電池（ソーラーパネル）に光が当たると、半導体内で電子が励起され、n型とp型の接合部で電位差が生じて直流電力が発生します。この電力をパワーコンディショナーで交流に変換し、家庭や事業所で使用または系統に供給します。発電時にCO2や大気汚染物質を排出せず、騒音も発生しない環境負荷が極めて低い発電方式として、脱炭素社会の主力電源に位置付けられています。

技術と種類
結晶シリコン系が市場の95%を占め、単結晶（効率20-22%、高価格）と多結晶（効率15-17%、低価格）があります。薄膜系（CIGS、CdTe、アモルファス）は軽量- 柔軟で建材一体型（BIPV）に適しています。次世代技術のペロブスカイト太陽電池は日本発の技術で、塗布製造により大幅なコスト削減が期待され、タンデム型では効率30%超を実現しています。両面受光型、集光型（CPV）、有機薄膜型など用途に応じた多様な技術開発が進んでいます。

導入状況
2023年の世界累積導入量は1.4TWを超え、年間新規導入は350GWに達しました。中国（600GW）、EU（260GW）、米国（180GW）、インド（100GW）、日本（90GW）が主要市場です。発電コストは10年で90%低下し、多くの地域で2-6円/kWhと最も安価な電源となりました。日本では2012年のFIT開始以降急拡大し、2022年度の発電量構成比は9.2%に達しています。住宅用、産業用、メガソーラーと多様な規模で導入が進んでいます。

利点と課題
利点は、CO2排出ゼロ、燃料費不要、メンテナンスが容易、分散型電源として災害に強い、屋根や壁面など未利用空間の活用が可能な点です。設置から20-30年の長期稼働が可能で、リサイクル技術も確立しています。課題は、天候依存による出力変動、夜間発電不可、設置面積の確保、系統安定性への影響、蓄電池コストです。パネル廃棄問題に対しては、2025年から太陽光パネルリサイクル制度が開始されます。

支援制度と政策
日本ではFIT制度（2012年開始）からFIP制度（2022年開始）への移行が進み、自家消費やPPAモデルが拡大しています。住宅用は10年間の余剰買取、事業用は入札制に移行しました。東京都- 川崎市は新築住宅への設置義務化を開始しました。世界的にはネットメータリング、グリーン証書、税額控除などの支援策があり、EU は2030年に600GW目標、米国はIRA法で300億ドルの税額控除を実施しています。

将来展望
2030年に世界5TW、2050年に20TWへの拡大が予測され、発電コストは1円/kWh台も視野に入ります。日本は2030年に103-118GW（現状から14-28GW増）、2050年には200-400GWを目指します。ペロブスカイト太陽電池の実用化（2025-2030年）、建材一体型の普及、アグリボルタイクス（営農型）の拡大、宇宙太陽光発電の研究開発が進みます。