テキサス州における太陽光発電の可能性と課題

米国エネルギー省によると、わずか1時間半で地球に降り注ぐ太陽光の量は、全世界に1年分の電力を供給するのに十分な量だという。 この声明は太陽光発電の驚異的な可能性を強調していますが、太陽エネルギーのみで電力を供給する送電網を実現するには克服すべき課題があります。

太陽光発電は二酸化炭素を排出せずに発電できるため、貴重なクリーンエネルギー源です。 ただし、ほとんどの屋上ソーラー パネルの効率は約 20% です。つまり、ソーラー パネルに到達する太陽​​からのエネルギーのうち、使用可能な電力に変換されるのは 20% のみです。 残りは熱として放散されます。

ほとんどのソーラーパネルに使用されている材料であるシリコンは、効率が約 29% しか達成できません。 この限界を超えるには、シリコンをペロブスカイトと呼ばれる別の半導体と組み合わせることができ、これにより 30 秒台前半の効率が得られます。 この開発により、ソーラーパネルの効率がさらに向上する可能性があります。

太陽光発電で生じるもう一つの課題は過剰生産です。 太陽光のピーク時間帯には、ソーラーパネルが必要以上の電力を生成する可能性があります。 テキサス州の ERCOT のような電力網は、常に需要と供給のバランスを保つ必要があります。 晴れた日には、送電網への過剰な電力供給を防ぐために、太陽光発電所に発電量を減らすよう要請する必要があるかもしれません。 さらに、送電線は、電力が生産される場所から必要な場所まで効率的に電力を分配できる必要があります。

過剰生産に対処するために、多くの新しいプロジェクトには、日中に生成される過剰な太陽エネルギーを蓄える大型バッテリーが組み込まれています。 これらのバッテリーを使用することで、太陽光発電事業者は生産のピークをシフトして、人々が仕事から帰宅する夕方などの需要の高い時間帯に合わせることができます。

さらに、ソーラーパネルは気温が低い方が生産性が高くなりますが、曇りの日でも発電できます。 曇りの日には生産量が 10% ～ 25% 低下する可能性がありますが、正確な雲量予測の進歩により、電力網が準備を整え、太陽光発電量が少ないときにバックアップ電源に頼ることができます。

結論として、太陽光発電はクリーンで再生可能なエネルギー源として計り知れない可能性を秘めています。 効率の限界、過剰生産、雲量の変動などの課題を克服することで、太陽光発電がエネルギー需要を満たす上で重要な役割を果たす未来に近づくことができます。