エネルギー保存の法則と「太陽電池」

基本的なことかも知れないのですが、ちょっと疑問に感じているので、誰か教えてください。
物理の法則にエネルギー保存の法則がありますよね。
例えば、電気エネルギーが、運動エネルギーや熱エネルギーに変化するとき、その変化したエネルギーの総和は、元のエネルギーと同量になるというやつ（多分；うろ覚えですが）。

そこで、疑問に思ったのは「太陽電池」についてです。
太陽から来る光エネルギーが、青黒い紙に当たると、多分熱エネルギーに変わると思いますが、同色の太陽電池に当たった場合、紙と同じような熱エネルギー以外に、電気エネルギーも発生するわけですよね。
これって、エネルギーが余分に発生してることにならないんですか？
電気エネルギーに変換される分、熱が発生しにくいとかなんですかね。
これが、太陽電池に抱いている私のちょっとした疑問です。

No.1 ベストアンサー 回答者： doc_sunday 回答日時： 2008/01/15 12:13

>電気エネルギーに変換される分、熱が発生しにくいとかなんですかね。

おっしゃる通り熱になる筈のエネルギーの一部分が電気になっています。
そのためには比較的波長の短い(青に寄った)部分の光が利用可能です。あまり波長の長い赤から赤外線から電気を起こすのはむつかしいです。
熱エネルギーはエネルギーとしては「価値が低く」電気エネルギーは「一番価値が高い」エネルギーですので、太陽光発電は非常に期待が大きい発電法です。
太陽熱発電の方はあまりスマートな発電方法でありません。これは火力発電所の熱源を太陽光に代えただけですから。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
やはり、エネルギー保存は成り立っているんですね。
波長の短いのが、電気エネルギーとして有効ということは、紫外線とがが高い地域は、太陽電池で電気エネルギーを効率よく取れるのでしょうか？。
参考になりました。

お礼日時：2008/01/15 14:45

No.3 回答者： a3453a 回答日時： 2008/01/15 12:58

化学には素人ですが・・・

太陽電池にて「変換効率」というのは
・セルへ受けた光の熱エネルギー換算値（ジュール）
・発電電力の熱エネルギー換算値（ジュール）
を比較したものでしょうね
この換算自体、あんまり意味のないような気もします

発電原理としては、
光を（金属や半導体材料）当てて
そのショックで化学反応を起させて電子を飛び出す
ようにすることで、電気を得る
ということでしょうからね

話はかわりますが
化学反応によるエネルギー獲得という場面を考えれば
代表例は、「核反応」ですね
この分野では
ほとんど　０のエネルギーから「強大なエネルギー」を
発生させるのですから、狭義の意味でのエネルギー保存の
法則は成立しません
（物質が変化するときのエネルギー発生、吸収と
　意味からは成立はしますが）
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太陽電池の化学反応の部分については、エネルギー保存の法則とは
かかわりが薄く、光が地球を暖めて熱として発散させている
現象を「太陽電池へ光を当てて熱発生としてではなく化学反応の
ために代替利用した（セルは暖かくなっていない）」
というぐらいの理解でいいのではないかと
素人判断としては考えています

この回答へのお礼

ありがとうございます。
最初に疑問に思ったきっかけは、屋根に設置してある太陽電池が、色も濃いので、光を吸収して熱まで発生させるのかどうかということでした。
もし、エネルギー保存法則が成り立っていれば、熱はあまり発生しないはずだから、屋根に設置すれば、電気を発生させながら、しかも屋根の熱を遮断するのにも有効かと思ったからです。
参考になりました。

お礼日時：2008/01/15 15:00

No.2 回答者： Us-Timoo 回答日時： 2008/01/15 12:39

すべての光が、すべて熱になっているのではありません。

単に太陽電池に吸収された分の光を除いた分の残りの光が熱になっているだけです。

おっしゃっているようなことができるのであれば
太陽熱温水器と太陽電池を合体させた製品が生まれてもおかしくないはずですが、
今の所そのような製品は大っぴらにでていないことを考えれば
やはり「エネルギー保存の法則」が働いているとかんがえるべきだと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
エネルギー保存法則が、成り立っているとすれば、太陽電池を屋根に設置すると、電気を発生させるだけじゃなく、熱も抑えるという効果が期待できそうですね。
もう少し、太陽電池が安くなったら、屋根に設置したいと思います。オール電化住宅には、もってこいですね。

お礼日時：2008/01/15 14:47