太陽電池の仕組みとは？
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- Опубліковано 30 вер 2024
- この20年で、世界の総エネルギー供給量に対して、太陽エネルギーは大きな存在感を持ちました。このビデオでは、太陽電池や光電池がどのようにして電気を生み出すのかお見せしましょう。
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Narration: Koji Asano
Website: www.justglobal...
このチャンネル好きかもしれん
投稿ありがとう
これは電験に使えるね
半導体みたい
SiO2から炭素を使ってSiの高純度結晶を作ると…どれだけ二酸化炭素が発生するでしょうか？
その反応過程において電力はどれだけ使うでしょうか、皆さん考えてみましょう。
太陽パネルで発電される電力の2年分
「高純度シリコンのマーケットとその製造技術 (1986年)」より、二酸化ケイ素から金属ケイ素で15kwh/kgの電力と還元剤のカーボンを消費、金属ケイ素から多結晶シリコンで100~300kwh/kg、そこから単結晶シリコンにするのに140kWh/kgの電力を消費するから、生産コストは還元に使うカーボンと電力450kwh/kg。
発電で出るCO2は最大でも石炭火力発電の1kwh当たり1kg。還元に必要なカーボンはシリコンの2,3倍あればいいだろうから誤差に埋もれます。
よってSiO2から炭素を使ってSiの単結晶を作ると1kg当たり最大450kgの二酸化炭素が発生します。その時に使用する電力は450kwhです。ただし、古いデータなので、現在は多少効率が上がってると考えられます。
補足すると、単結晶シリコン太陽光パネルのセルは厚さが0.2mm、ケイ素の密度が2.329g/cm^３なので、1kgで2m^2(1.4mx1.4m)の太陽光パネルを作れます。単結晶シリコンは出力180w/m^2くらいなので、360wの出力で、大体年間発電量は360kwhらしい(出力換算で1000時間分くらい稼働)です。
シリコン原子怖いて笑
わかりやすいです。
僕は、
薄膜太陽電池の先駆者の有住徹弥博士の教え子です。
１９８３年にアモルファス薄膜太陽電池セルを考案作成実験しました。
もう少し、
詳しいUA-camもありますか？
相変わらず漢字のフォントが中国ですね・・・
日本と中国の漢字は全然違うのに・・・
交互に繰り返し付ける方法の可能性
太陽電池は設置する場所によっては環境破壊を齎すだけなので、適材適所になるか慎重に慎重を重ねて設置しないとダメなので、建設場所への制約は原子炉と然程変わらないと思うね。
低緯度地帯の砂漠とかは太陽光発電に適しているのだろうけど、そこで発電した電力を送電するインフラ整備が莫大になるし、安定稼働させる為に定期的なメンテナンスコストを考えたら言われる程に普及しないのは至極当然なんだよ。
あーつまりねどゆこと？
解りやすい動画です✨✨✨＼(^_^)／
分野外の人間としてもわかりやすいけどね
シリコンを多量に使用してホントにエコなの?
火力発電が安くてエコなのは今だけかもしれないけどね。インドとかだと発展速度の割に発電量が足りてないから今後かなりの資源を使って発展&発電していくと思う。資源がなくなってきて資源が高価になったら長期的に利用できる再生可能エネルギーが必要になる。かも？
月面基地で必要なんか？
元電気屋従業員 電気の復習出きる
アパートにも付けてほしい。
わけわかめ
1の電力を発電するために約4倍の電力使うらしいですよ
原理の話を聞いているはずなのに、なぜか「そういうものだから」で押し切られた感じがする。
@wakiiikii 半導体の原理は色々なところで見かけますが、光が当たることでなぜそれが電力に置き換わるかについて、3:36 あたりで急においてかれた感を感じてしまいまして。
@@mitatom1154 ＞光が当たることでなぜそれが電力に置き換わるかについて
それを説明しようとすると、電子のエネルギー準位に触れざるを得ず、量子力学の初歩的な予備知識が無いと理解して貰えないというもどかしさでしょうね。Siの電子が自由に結晶内を動き回る為には丁度良いエネルギーを持った光子を吸収しなくてはならず、それは太陽光の中の特定波長の光が齎します。別の言い方をすると、太陽電池は照射した太陽光を全て電力に変換する能力は無いという事です。Siという元素の構造(電子配列)に由来するので、Siを使う限りこの制約は常に存在します。
ちなみに、Siの場合その波長は赤外領域にあるので、人間が見ている可視光は勿論紫外線，Ｘ線，γ線という比較的短波長の光(電磁波)は発電に全く役立ちません。太陽電池のエネルギー変換効率が劣悪なのはこうした仕組みからくるものです。
@@gale_straits2695 音での共鳴のように、元素ごとに固有の周波数近辺の電磁波を受けて自由電子が高いエネルギーを受け取る、みたいな感じなのでしょうか。
@@mitatom1154 ＞元素ごとに固有の周波数近辺の電磁波を受けて自由電子が高いエネルギーを受け取る
大枠は合って居ます。ただ原子を構成する(水素以外は複数ある)電子は、夫々が決まった軌道を持っていて、その軌道を変える時にエネルギー(光子)を吸収したり放出したりします。その時に放出するエネルギーは固有値が決まっていてそれ以上でも以下でもダメなんです。兎に角徹底して杓子定規のやり取りしか出来ません。
ですから、Siで太陽電池をつくると、Siの電子軌道で決まる固有値のエネルギーをもつ波長しか電力変換(すなわち発電)に使えない、つまり融通の利かない現象なのです。
見方を変えると、発光している物体の光(電磁波)の成分(スペクトル)を解析すると、どんな元素が含まれているかが判るという事にもなります。
@@gale_straits2695 非常に参考になりました。なるほど、太陽電池の発電効率の悪さは、固有の波長の成分しか利用できないからなのですね。
この業界では、電池でないのに、太陽光発電のパネルを「太陽電池」と言っているらしい。
紛らわしく何か、胡散臭い業界ですね。
人口太陽可能と見た事があります 自然+人口太陽で発電量+発電時間を24時間 夜も発電可能
ひでえ翻訳だな。聴くに値しないわ
英語版みて自分で翻訳すればいいのに…