第三種電気主任技術者の過去問 令和2年度（2020年） 電力 問27

太陽光発電は、半導体で作られた太陽電池に太陽光を当てて発電します。

半導体に光を当てると起電力が生じる現象を光電効果と呼び、

これを利用した発電方法です。

CO₂を放出しないのが大きな特徴です。

地球表面へ注がれる太陽光エネルギーは、1秒間に1m²当たり1kJと言われています。

よって、[ア]は「1」kJです。

この問題では、[ア]が分からなければ正解を絞ることが出来ません。

太陽光発電の1kJという数値は必ず覚えておきましょう。

太陽電池の構成単位として、

セル、モジュール、ストリング、アレイという順に接続が大きくなります。

最小単位であるセル1枚の出力電圧は約0.7V程度で、

[イ]の選択肢の中で最も近い「1」Vが正しいです。

上記の起電力から得られるのは直流電力であることから、

パワーコンディショナにより交流電力に変換します。

よって、[ウ]は「パワーコンディショナ」です。

パワーコンディショナには下記のような役割もあります。

・異常発生時に系統から発電設備を遮断する連係保護装置

・交流への変換時に発生する高調波電流の抑制（フィルタ）

太陽光発電は日中に活発になり、電力の余剰が発生することがあります。

よって、[エ]は「日中」です。

以上より、[3]が正解です。

正解は3です。

太陽光発電は、半導体に光を当てると電気が生じる「光電効果」を利用し、光エネルギーを電気エネルギーに変換して発電をおこないます。

地表が受ける単位面積当たりの太陽放射(日射)の強度は、1 m²あたり約 1 kWです。よって太陽エネルギーは1 m²当たり、1秒間に 1 kW・s = 1 kJとなります。

太陽電池の基本単位はセルといい、1セル当たりの直流出力電圧は、1 V程度です。この直流出力電圧を直列に接続し、パワーコンディショナで交流に変換して、発電をおこないます。

日中は太陽光は豊富なため、余剰電力が発生することが多く、余剰電力は、揚水発電に利用したり、蓄電池に充電するなどして活用しています。

よって、3 の「ア：1、イ：1、ウ：パワーコンディショナ、エ：日中」が正しいです。