「太陽光発電のモジュールとは何か？」と思う人もいるかもしれません。ソーラーパネルとはどう違うのでしょうか。どちらも太陽光パネルをあらわす言葉ですが、厳密にはモジュールはパネルの単位を、ソーラーパネルはパネルそのものを指しています。
この記事では、モジュールの言葉の意味や太陽電池の単位・種類ついて解説します。モジュールとソーラーパネルの違いや太陽電池の単位や種類について知りたい人は、ぜひ読んでください。
▶ 太陽光発電の価格と商品比較
エコ発電本舗の「取扱商品」「補助金情報」
| エコキュート | 補助金情報 |
|---|---|
太陽光発電のモジュールとはソーラーパネルと同じ
太陽光発電のモジュールとソーラーパネルは同じものを指しています。どちらも太陽光を受けて電気エネルギーを生み出す装置の名称です。太陽光電池パネル、太陽光パネルとも呼ばれます。ただ厳密に言うと、モジュールとソーラーパネルはそれぞれニュアンスが異なっています。
ソーラーパネルは文字通りパネルそのものをあらわしますが、モジュールはやや専門的な呼称です。本来は単位を示す言葉であり、太陽光発電ではパネル1枚の単位（標準的なパネル1枚のサイズ）をモジュールと言います。
太陽光パネルは複数の単位が組み合わさって成り立っていますが、モジュールは後述の「セル」という太陽光パネルの最小単位を必要枚数集めて1枚にしたパネルの単位です。ただ、モジュールの大きさや形は各メーカーによって規格がバラバラとなっています。
エコ発電本舗の「取扱商品」「補助金情報」
| エコキュート | 補助金情報 |
|---|---|
太陽電池を構成する単位
モジュールは太陽電池を構成する単位の一つです。太陽電池を構成する単位はモジュールの他にもセル、ストリング、アレイがあります。それぞれの概要を紹介します。
太陽光発電 セル
セルは、太陽電池のサイズをあらわす最小単位です。太陽光パネルはこのセルを出発点に、モジュール、ストリング、アレイと単位がどんどん大きくなっていきます。その最も小さな単位がセルです。
セルは約10㎝四方のシリコンの薄い板ですが、単にサイズの一つというだけでなく、太陽光パネルの性能を考える際に重要な概念となっています。セルは太陽光発電の変換効率を表すときにも使用されているからです。
変換効率とは、太陽光エネルギーをどれだけ電気エネルギーに変換できたかを示す数値です。その指標はセル1平方センチメートルあたりの変換効率で計算します。セル変換効率が15％なら、セルに照射された太陽光エネルギーの15％が電気エネルギーに変換されたことを意味しています。
発電効率が高いほど効率的な発電が出来ることを示しているため、単位としてのセルの概念はとても重要です。
太陽光発電 モジュール
モジュールは、セルを必要枚数集めて1枚のパネルにした単位です。複数のセルを組み立てて（繋いで）一つのパネルを完成させています。モジュールは標準的な太陽光パネル1枚の単位であり、流通の基本単位でもあります。メーカーのカタログなどで目にする機会が多いのはこのためです。
特徴的なのは、メーカーによってモジュールのサイズが異なることです。S社では1,265×1,055×46（mm）、P社では1,765×1,048×35（mm）、T社では1,559×1046×46（mm）といった具合に、メーカーによってバラバラです。
各メーカーがサイズを自由に選べるのは、定まった規格がないからです。ユーザー自身で設置環境やニーズに合わせて適切なモジュールを選ぶ必要があります。
太陽光発電 ストリング
ストリングは、各モジュールを直列でつなぎ合わせたものです。文字通り複数のモジュールを縦に（直列）に接続して糸のような一本道を形成します。一般的には数十枚のモジュールを組み合わせて一つのストリングを構成します。長距離伝送や発電量を多くするための電圧増強に効果的です。
ストリングを構成することで、システムの電圧が高まり発電量を増やすことが可能です。また複数のストリングを構成することで、発電の規模や出力を調整できます。ニーズに応じた設置環境を構築できるのも利点です。
一方でストリング内の一か所で発電効率の低下が生じた場合、その影響がストリング全体に及ぶ可能性があります。そのため常にストリング全体の管理やメンテナンスが必要となります。設計に工夫を要する単位といえるでしょう。
太陽光発電 アレイ
アレイは、ストリングを並列で複数列配線して設置した状態です。太陽光発電システムの中では最大の単位となります。アレイの容量（kW）が大きくなればなるほどシステム全体の発電力も高まっていく仕組みです。太陽光パネルは販売時にはモジュールで検討しますが、屋根に設置した後はアレイとして完成します。
アレイの発電力は、使用するモジュールの枚数で決まります。例えば1枚200Wの出力があるモジュールを20枚設置すると、200W×20枚=4000W（4kW）です。利用シーンは住宅用だけでなく、大規模な面積を活用して工場やオフィスなど産業用も可能です。
エコ発電本舗の「取扱商品」「補助金情報」
| エコキュート | 補助金情報 |
|---|---|
太陽光電池モジュールの種類
多結晶シリコン
多結晶シリコンは、現在の太陽電池の主流です。多くの結晶でできたシリコン基盤を使用しています。端材を用いるため単結晶と比べて製造コストが低く、かつ一定の発電効率を発揮するためコストパフォーマンスが良好です。
一方、多結晶シリコンは単結晶と比べてシリコンの結晶が不規則に並んでいます。そのため単結晶と比較すると発電効率が低い（15〜17％程度）ことがデメリットです。コストが抑えられ、コストパフォーマンスの良い多結晶シリコンは住宅用よりも大規模な産業用太陽光発電システムの利用に適しています。
ただ状況と予算によっては、住宅用としても利用可能です。広い土地や屋根面積を持つ住宅での導入に多結晶シリコンは向いています。コストパフォーマンス重視の人は、多結晶シリコンが選択肢の一つになるでしょう。
単結晶シリコン
単結晶シリコンは、太陽光パネルの中で最初に開発されたシリコン基盤です。信頼性と実績が豊富にあり、太陽電池だけでなく半導体デバイスにも使用されています。単結晶シリコンの特徴の一つは外観の美しさです。高い純度のシリコンを使用し、かつ結晶が規則正しく並んでいるため、均一な美しさを見せています。
また結晶構造が均一で発電ロスが少ないため、多結晶シリコンと比べて高い発電効率を（20％程度）発揮します。同時に高い耐久性を持っており、長期にわたって安定した性能を発揮できるのもメリットです。
単結晶シリコンのデメリットはコストです。材料費が高く製造工程も複雑なため、製造コストだけでなく価格も高めとなります。さらに、高温に強くないため、気温の高い日は本来の発電力を発揮できない可能性があります。
単結晶シリコンは、性能重視の人、スペースに制約のある人、長期的な運用における高効率な発電を求める人などに適した太陽光発電モジュールです。
薄膜系シリコン
薄膜系シリコンは、アモルファス（非晶質）と呼ばれる非常に薄いシリコン膜を使用した太陽電池です。薄さとランダムな結晶構造を特徴とし、太陽電池以外に電卓などの電源にも利用されています。
薄膜系シリコンのメリットの一つは、加工性の高さです。厚さ1μm以下の薄膜状であるため、シリコン層の厚みを薄く加工できるほか、さまざまな応用性を発揮できます。製造工程もシンプルでコストダウンがしやすく、大量生産も比較的容易です。
デメリットは、変換効率にあります。薄膜系シリコンの変換効率は結晶系シリコンと比べて7％〜10％程度低いと言われ、発電力を重視する場合には第一候補とはなり得ません。熱や水分にも弱く、耐久性の高さにも不安があります。
そのため薄膜系シリコンは、コストを抑えたい、対応力を重視したい、特殊な環境下で使用したい場合などにおすすめの太陽電池です。
CIGS系
CIGS系は、銅(Cu)、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、セレン(Se)の4つの元素の化合物による半導体です。軽量性と柔軟性に富み、薄膜構造ながら光吸収係数が高く、効率良く太陽光エネルギーを吸収できます。加工性が良く扱いやすいのもメリットです。
またCIGS系は薄膜のため使用する原料を少なく抑えることができ、シリコン系の太陽電池と比べて生産コストを低減できます。さらに、CIGS系は高温時でも出力を維持することができ、温度条件の変化に関係なく常に安定した出力を維持できます。
一方、CIGS系はシリコン系と比べて変換効率が劣ります。シリコン系は20％前後を発揮しますが、CIGS系は20％以下です。人体に有害と言われるカドミウムも含まれており、健康や環境への影響も不安視されています。
CIGSは万能な太陽電池ではありません。柔軟性が求められる場面や高温環境下での発電に適した太陽光パネルです。
ペロブスカイト
ペロブスカイトは、フッ化物や酸化物などペロブスカイト化合物と同じ結晶構造を持つ化合物を利用した太陽電池です。次世代太陽光パネルとして期待されています。
ペロブスカイトの強みは、軽量性と加工性の良さです。軽くて曲げ加工がしやすく、ゆがみにも強いため、シリコン系では設置しにくい場所にも設置ができます。変換効率は現時点ではシリコン系に劣りますが、成長性が高く、20％に迫る変換効率を実現した実例もあります。
逆にペロブスカイトは大面積での運用には適していません。広大な面積に対して均一に伸ばすのが困難で、無理に大面積に適用すると変換効率が低下してしまいます。また耐久性の低さも課題です。ペロブスカイトは劣化が早く、太陽電池としての寿命は5～10年程度といわれています。
ペロブスカイトは、シリコン系にとって代わる未来の太陽光発電として、開発が期待されている太陽電池です。
エコ発電本舗の「取扱商品」「補助金情報」
| エコキュート | 補助金情報 |
|---|---|
まとめ 太陽光発電の仕組みを理解して最適な製品を選ぼう
太陽電池の単位にはセル・モジュール・ストリング・アレイ、太陽光パネルには多結晶シリコン、単結晶シリコン、薄膜系シリコン、CIGS系、ペロブスカイトなどの種類があります。自宅に太陽光発電設備を導入する際にはこうした基礎知識を理解した上で、設置場所に合う最適な製品を選ぶことが大切です。
設置業者を選ぶ際は、価格が安いだけでなく、その人に合った太陽光モジュールを提案してくれる会社に相談することをおすすめします。
無料見積り・無料相談承りフォーム
万が一他社の方が安かったら更にお値引きのご相談も承ります。
