太陽光パネル メガソーラーについて
地元で話題が出ましたので、情報をまとめさせて頂きます。
太陽光パネルの仕組み
太陽光パネル（または太陽電池パネル）は、太陽からの光エネルギーを電気エネルギーに変換する装置です。このプロセスは、光伝導効果と呼ばれる物理現象を利用しています。以下は太陽光パネルの基本的な仕組みです。
光の吸収: 太陽光パネルの表面には、光を吸収するための半導体素材が使われています。主にシリコンが一般的に使用されます。太陽光が太陽電池パネルに当たると、光子（光の粒子）が半導体内部の電子にエネルギーを供給します。
電子の励起: 光子からエネルギーを受けた電子は、より高いエネルギーレベルに励起されます。これにより、電子は原子から解放され、自由に動き回ることができる状態になります。
電子の移動: 自由に動き回る電子は、電場が存在する方向に動きます。太陽電池内部には電場が作られており、電子はこの電場を通じて特定の方向に移動します。
電流の生成: 電子が移動する過程で、電流が生成されます。この電流が太陽電池パネルの電極に集められ、外部回路に供給されます。外部回路を通じて電流を取り出し、電気エネルギーを得ることができます。
直流電力: 太陽電池パネルから供給される電力は直流電力（DC）です。一般的に家庭や企業で使用する電力は交流電力（AC）であるため、太陽電池パネルからのDC電力を変換するためのインバータと呼ばれる装置を使用してAC電力に変換します。
太陽光パネルは、このようにして太陽からの光エネルギーを電気エネルギーに変換し、家庭やビジネスの電力供給に利用されます。複数の太陽光パネルが組み合わさった太陽光発電システムは、再生可能エネルギーの一部として広く利用され、持続可能な電力供給に貢献しています。
太陽光パネルの問題点
土地利用と景観への影響
兵庫県などの一部地域では、農地がメガソーラー発電所に転用されることで、農業に従事する人々に影響を与えています。農地の減少は食料生産に対する影響をもたらし、地域経済にも悪影響を及ぼす可能性があります。
福岡県の一部地域では、太陽光パネルの敷地配置が過密になり、景観に対する懸念が高まっています。地元住民や観光業者からの反対意見が表明されています。
エネルギーコストと太陽光発電の効率:
北海道などの日照が少ない地域では、太陽光発電の発電効率が低いため、エネルギーコストが高くなることがあります。これにより、電気料金の上昇が懸念されています。
夏季のピーク時には、太陽光発電の発電量が増加することがありますが、その他の季節や時間帯には発電が不安定であるため、エネルギーシフトやストレージの必要性が生じています。
グリッドへの影響:
電力グリッドへの太陽光発電の接続が急増することで、一部地域では電力供給の不均衡が生じています。特に、昼間に太陽光発電が急増する場合、夕方のピーク需要に対応するために他の発電源が急速に調整される必要があり、電力供給の安定性に課題が生じることがあります。
地域社会との調和:
新潟県の一部地域では、地元住民とのコミュニケーションが不十分なまま、メガソーラー発電所が建設されたため、住民からの反対運動が起きました。地元コミュニティとの協力とコンセンサスの重要性が浮き彫りになりました。
これらの具体的な例は、日本のメガソーラー発電所に関連する問題点を示しています。これらの問題に対処するためには、環境影響評価の強化、地域社会との対話と協力、エネルギーストレージ技術の導入、エネルギーミックスの最適化など、包括的なアプローチが必要です。
太陽光パネルの装置についてのトラブル
太陽光パネルシステムにはさまざまなトラブルや問題が発生することがあります。以下に、具体的な太陽光パネルのトラブルや問題をいくつか記述します。
パネルの劣化: 太陽光パネルは長寿命であるが、時間の経過とともに劣化することがあります。パネルの表面に汚れやほこりが付着し、光の吸収効率が低下することがあります。また、気象条件や環境要因により、パネルの劣化が進行する可能性があります。
パネルの影響: 太陽光パネルに隣接する建物や樹木が、日中に影を投射することがあります。これにより、パネルの発電効率が低下し、エネルギー収集に支障をきたすことがあります。
雪や氷の問題: 寒冷地域では、冬季に積雪や氷が太陽光パネルを覆うことがあります。これにより、パネルの発電効率が低下し、一時的に電力供給に問題が生じることがあります。
インバータの故障: インバータは太陽光パネルからの直流電力を交流電力に変換する装置で、故障することがあります。インバータの故障により、発電システム全体が停止することがあります。
配線の問題: 配線や接続部分に問題がある場合、電力の損失や火災の危険性が生じる可能性があります。適切な配線と保守が必要です。
電力供給の不均衡: 太陽光発電は太陽の照射に依存するため、天候条件によって発電量が変動します。急激な発電量の変化が、電力供給の不均衡を引き起こすことがあります。
メンテナンスの不足: 定期的なメンテナンスが行われない場合、太陽光パネルシステム全体の効率が低下する可能性があります。汚れの清掃や故障パーツの交換などが必要です。
これらのトラブルや問題に対処するためには、適切な保守と点検が不可欠です。太陽光パネルシステムの適切な運用と保守が行われれば、システムの寿命を延ばし、エネルギー効率を最大化することが可能です。
太陽光パネル 森林破壊について
太陽光パネルの設置が行われる際、土地の取得と開発が必要となり、これにより森林破壊が引き起こされることがあります。森林破壊は環境へのさまざまな影響をもたらす可能性があります。以下は、太陽光パネルの森林破壊の影響に関するいくつかのポイントです。
生態系への影響: 森林は多様な生態系にとって重要な役割を果たしており、植物、動物、微生物などの多くの生物が森林内で生息しています。森林破壊により、これらの生態系への影響が生じ、生態多様性が減少する可能性があります。一部の種は生息地を失い、絶滅のリスクにさらされることがあります。
水資源への影響: 森林は水循環に重要な影響を与えており、雨水の吸収、貯蓄、浄化を担当しています。森林が破壊されると、洪水や土砂崩れのリスクが増加し、水質が悪化する可能性があります。また、森林からの水源も減少するため、水資源への影響が懸念されます。
土壌の劣化: 森林の根が土壌を保護し、養分を供給する役割を果たしています。森林が破壊されると、土壌の劣化や侵食が進行する可能性があり、農業や土地利用に対する影響が生じることがあります。
大気中の二酸化炭素: 森林は大気中の二酸化炭素を吸収し、酸素を放出する重要な炭素吸収源です。森林が減少すると、大気中の二酸化炭素濃度が増加し、気候変動に対する対抗手段が減少する可能性があります。
生計への影響: 森林は地域社会にとって生計を支える重要な資源であり、森林に依存する人々が生活しています。森林破壊により、これらの地域社会への影響が生じ、社会経済的な問題が発生する可能性があります。
太陽光パネルの設置に際しては、森林保護や生態系への配慮が重要です。持続可能な土地利用計画、生態系の保全、再植林などの措置を講じることで、太陽光エネルギーの利用と環境保護を調和させる試みが行われています。
太陽光パネルについて対応策
具体的な対策として、
雨天時の水路設計
植生マットの貼り付け
木の根までは伐採しない
などが必要です。
しかし、設置業者の知識不足を始め、「急傾斜地崩壊危険区域」に含まれる土地に手を付けてしまう事例もあります。そのため、設置前に土砂災害の起きやすい土地でないかを確認する意識が求められます。
太陽光発電所の設置による景観の破壊
太陽光発電は人工物なので、自然環境の中に設置されれば異質な存在に見えてしまいます。
また、太陽光発電設備の周辺には電柱が建てられるため、これも同じく景観を損ねる原因として捉えられます。
実際に山梨県の北杜市では、近隣住民の苦情により行政指導が行われる事態になりました。
円満な形で設置を始められなければ、設置工事の途中で近隣住民の反対運動にあい、頓挫してしまう可能性もあります。
太陽光発電の設置前から、近隣住民への周知や説得が必要です。
太陽光パネルの反射光
太陽光パネルの表面は、ガラス面で覆われているため、太陽光が照射されると反射光が発生します。
そのため、反射光が近隣住民や住居に差し込み、眩しい・暑いといった問題に発展するリスクがあります。
環境省の資料によると、距離が50m以上離れていても苦情が寄せられるケースがあります。
出所：環境省「太陽光発電の環境影響評価に係る検討状況について」
日の出、日の入り時刻によって太陽光が当たる角度が変わってきますので、その辺りの調整も必要です。
反射角度が浅いと周囲に光が反射しすぎることもありますので、交通事故や周辺住民の方への影響も懸念されます。
なので周囲の環境をよく考えた上で、
パネルの角度を適切に調整する
反射を抑える防眩パネルを使用
壁や植物などで光を遮る
といった対策が取れると良いでしょう。
太陽光発電設備の発する電磁波や騒音
太陽光発電設備のうち、主にパワーコンディショナは微弱ながら電磁波を発しています。ただし、太陽光発電に限らず、家電製品でもモータを利用するものであれば基本的に電磁波は発生しています。
例えば、太陽光発電の電磁波は、強度的には電子レンジと変わらないレベルで、電気カーペットよりも少ないという結果が出ているのです。
しかし、住民側にそういった事実が認知されていない場合、不安に思われる可能性があります。そのため、電磁波に関する誤解からトラブルに発展しないよう、こちらもから充分な説明をする必要があるでしょう。
また、パワーコンディショナからのモスキート音（キーンという高い音）や空調設備のモーター音などが、近隣住民とトラブルや苦情の原因になることもあります。
その他、運転開始前の工事中の騒音・振動をよく思わない方もいるため、事前に近隣住民の方へ説明することに加えて、正しい知識で情報を伝えられるよう準備しておきましょう。
災害による2次災害
太陽光発電が台風・降雪などの災害に被災した際、2次災害を引き起こすこともあります。
例えば、台風の強風によって飛散したパネルや、降雪時にパネルから滑り落ちた雪によって、近隣住民や他者の財産を傷つけるなどの可能性です。
その他、土砂災害や浸水・冠水といった水災に見舞われた際にも、パネルやケーブルなどへ誤って触れてしまうことで、第三者が感電する恐れはあります。
基本的に、太陽光発電の架台は台風・地震など、あらゆる災害に耐えられるよう設計されています。しかし、想定外に強い災害が襲いかかってくる可能性もあるのです。
そのような事態を想定して、仮に2次災害が起こったとしても、損失をカバーできるような損害保険の加入を検討してみるべきでしょう。
太陽光発電の制度・社会上の問題点
太陽光発電の制度・社会上の問題点は、大きく次の3つです。
1.需給バランスと出力抑制
2.FIT制度の終了
3.太陽光パネルの大量廃棄
（１）需給バランスと出力抑制
太陽光発電の設置が急激に増えたことで、最初に顕在化した問題が「電力の需給バランスの乱れ」です。電気を消費する需要量に対して過不足がないように、発電・供給量を調整してバランスを取らなければ、不具合を起こしてしまいます。
例えば、電力の需要に対して、供給が足りないとき停電を起こすことは想像できます。一方、電力の需要に対して、供給が多すぎても停電の原因となってしまうのです。
これは、電力の需給バランスが崩れることで「電気の周波数」と呼ばれる要素に乱れが生じ、周波数の乱れが大きいときは安全装置の機能によって発電所が停止するためです。
発電所が停止すれば、周波数はより大きく乱れて連鎖的に発電所の停止を招きます。出力抑制には、このような周波数の乱れを防止する役割があります。
①需給バランスの崩れを回避する「出力抑制」
電力の需給バランス問題を解消する対策が、電力会社による出力抑制です。
電力会社は、管轄エリア内の供給量が需要を上回りそうだと察知したとき、発電設備に対して売電量を抑制・停止するよう、インターネット回線を通じてパワーコンディショナへ制御をかけます。
電力需要は人口や世帯数、工場や商業施設といった「電力の消費先」の数・電力消費量によって異なるため、エリアごとに適正量の電力を供給する必要があります。
そのため、電力需要が多くないエリアに大量の太陽光発電が設置されれば、電力供給量が需要を超えやすく、バランスが崩れがちになり出力抑制がかかりやすくなるのです。
例えば、太陽光発電の導入量が多い九州地方では、たびたび九州電力によって出力抑制が行われています。
②電力需要は季節により大きく異なる
電力需要は気温や時間帯によって変化し、特に夏場はエアコン等の空調設備の利用が増えるため、電力需要はかなり大きくなります。
そのため、日中は電力会社が太陽光発電を最大限利用し、他の方法による発電を抑えます。一方、夕方以降は太陽光発電の電力供給量が減るため、他の発電の稼働率を上げるのです。
このように、電力会社では24時間体制で電力の需給バランスを監視しており、出力抑制を含めた電力供給量の調整を行っています。
（２）FIT制度の変更による売電価格の低下
太陽光発電によって作られた電力を、電力会社が固定価格で一定期間買い取る制度をFIT制度（固定価格買取制度）と呼びます。
太陽光発電は、FIT制度により売電収入の見込みが立ちやすいことから、投資先として活用されてきました。
しかし、電力会社が長期的に固定価格で電力を買い取るにあたり、その費用の一部は電気の消費者である国民から「再エネ賦課金」として徴収しています。太陽光発電設備の数が増えれば、国民から徴収する賦課金も増やさなければなりません。
こういった事態を回避するために、FIT制度で保証される売電単価の水準は、年々下がりつつあります。
①2020年のFIT単価は12～13円に
2020年度における産業用太陽光発電の売電単価は、10kW以上50kW未満の場合が13円/kWh、50kW以上250kW未満の場合は12円/kWhとなり、前年度より1〜2円の減額となりました。
また、10kW以上50kW未満の太陽光発電設備は、FIT制度の認定を受けるにあたり新たに2つの要件が設けられています。
自家消費要件
地域活用要件
これまでは、発電した電気をすべて売却して利益にできていました。しかし、2020年4月以降にFIT制度の認定を受けた発電設備は、発電した電気のうち30%を自家消費（自分で使用）するような構造が必要になるのです。
また、災害時に地域で発電設備を非常電源として利用できるよう、非常時に太陽光発電の電気を直接使うための機能である「自立運転機能」を持ったパワーコンディショナを設置し、非常用のコンセントBOX・ケーブルを備えることが必須となりました。
ただし、これら2つの条件が適用されるのは、2020年以降にFIT制度の認定を受けたものに限ります。
2019年以前に認定を受けている太陽光発電設備であれば、すべての電力を売却できるほか、非常電源として利用するための周辺設備を導入する必要もありません。
今日はここまで！
次回は太陽光パネルについての実被害の件を紹介させて頂きたいと思います。
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