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太陽電池は負荷がないときは、発電してるんでしょうか、してないんでしょうか?

発電してるなら、その電気は熱になって消失してるんでしょうか?

発電してないんだったろ、受けた太陽光のエネルギーはどこにいってるんでしょうか?

gooドクター

A 回答 (5件)

通常は、家電などを利用していない場合でも、


電力を自動で電力会社の送電線に送るなり、2次電池に充電するなりして
エネルギーを無駄にしないための工夫がなされているものなので
負荷がないということはまずないです。
(つまり送電線の先の御宅の家電、充電器が負荷)

実際に全部負荷を取り外した場合を考えるなら
まず以下のサイトを見てください。

太陽光電池の原理
http://unit.aist.go.jp/rcpv/ci/about_pv/principl …

負荷がない場合でも、発電(伝導電子と正孔の生成)自体は起こります。
しかし、太陽電池が何にもつながれていなければ伝導電子と正孔は
行き場を失い、結局太陽電池の中でまた結合してしまいます。
この時、電気エネルギーは熱や赤外線などに変わります。
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太陽電池パネルに光が当たっていれば、パネルいつでも発電しています。

パネルに何も負荷をつけないときや、出力端子を短絡させたときには、発電された電力の全てがパネル内部で消費されます。パネル内部で消費された電力は全てパネルを温めるのに使われます。

太陽電池の等価回路は、ここ(http://sanwa.okwave.jp/qa5925855.html)のANo.2の添付図のようになっています。負荷がないときというのは、その回路図で I = 0 の場合です。パネルに光が当たっていれば、光電流 Iph が発生します。負荷がなければその電流は、ダイオードと抵抗Rshだけに流れます。この電流によってパネルの温度がいくらか上昇します。パネルの出力端子を短絡した場合でも、パネルに光が当たっていれば、やはり光電流 Iph が発生します。その電流は、ダイオードとRshとRsに流れます。

太陽電池パネルで発電された電力から負荷で消費される電力を差し引いたのが、パネル内部で消費される電力(パネルを暖める電力)になります。負荷がないときや出力端子を短絡した場合には、負荷で消費される電力はゼロですから、このとき、パネル内部で消費される電力(パネルを暖める電力)は最大で、「パネルで発電された電力=パネルを暖める電力」になります。
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太陽電池に限らず、普通電源は負荷が重ければ発生電圧が下がり、軽ければ上がります。

でも負荷がゼロならいくらでも発生電圧が上がるというわけではありません。例えばマンガン乾電池なら負荷がゼロでも1.7V程度までにしかなりません。太陽電池でも、開放電圧は所定の電圧で打ち止めとなります。負荷が無いときはその打ち止めの電圧を発生している訳ですが、それを発電していると言うかどうかといえば、一般には「発電している」と言うでしょう。エネルギは供給していませんがポテンシャルは持っている状態です。質問の意図は、その時太陽から受けたエネルギーがどうなってしまうのか、ということではないかと思いますが、電気エネルギーにはなっていませんから熱になります。他に変わりようが無いからです。太陽電池に限らず、電源には、最も多くのエネルギーを取り出すことができる最適な負荷の重さというのがあります。その状態が電源と負荷のマッチングが取れている状態です。負荷がそれより重くても軽くてもエネルギーを取り出す効率は悪くなって行きます。マッチングが取れた状態から負荷が軽くなって行けば効率はどんどん下がって行きます。負荷がゼロの状態では、この効率がゼロになっているということです。
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太陽光による発電は太陽光を受ける限り、多少の曇りがちでも発電は続きます。


その太陽光により発電された直流電源は一旦は蓄電池に蓄えられたあと、
コンバーター回路で家庭で使われる交流電源に変換されて使用されます。
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電圧は発生しますが電流が流れないので発生する電力はゼロです。



太陽光のエネルギーは一部は反射されますが残りは熱に変わります。
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