CIGSソーラーパネル Vs 単結晶フレキシブルパネル:どっちがベター?

軽量でポータブルなCIGSソーラーパネル

太陽光発電の世界では、単結晶のソーラーパネルが市場の大部分を占有しています。単結晶ソーラーパネルは、高効率、耐久性のあるデザイン、そして支払った金額に対する価値が大きいことがよく認められています。

結晶系パネルはシリコンウエハーで構成されており、エネルギーの発電に真価を発揮することはまちがいありませんが、ここ数年、薄膜太陽電池(薄膜ソーラーパネル)に消費者が大きくシフトしています。薄膜太陽電池は、単結晶シリコン太陽電池に比べ、低コストで効率がよく、さらにレベルちがいのフレキシブルな発電が可能です。

 軽量でポータブルなCIGSソーラーパネル

図1:軽量でポータブルなCIGSソーラーパネル

薄膜太陽電池とは?

薄膜太陽電池の技術は、太陽電池モジュールの第2世代の技術です。その名前は、ガラス、金属、プラスチックなどの基板の上に、光起電材料の薄い膜を何層も蒸着する製造工程に由来しています。

その膜厚は、わずか数ナノメートル(nm)やマイクロメートル(μm)で、小さなウエハーを使って作られる第1世代のシリコン電池に比べてはるかに薄くなっています。この特徴により、よりすぐれた柔軟性と携帯性でライバルに差をつけることができます。

薄膜の中のCIGSソーラーパネルとは?

CIGSソーラーパネルは、現在入手できる中でももっとも能力の高いタイプの薄膜太陽電池です。製造コストもやや高くなっています。CIGS薄膜太陽電池モジュールは、CIGS(セレン化銅インジウムガリウム:Copper Indium Gallium Selenide)が太陽光の吸収層としてはたらき、パネルの主な半導体材料として利用されている薄膜型の太陽電池の一種です。

このモジュールは、さまざまな光起電材料の膜をそれぞれ積み重ね、ガラスやプラスチックなどの基板を使って製造され、柔軟性、透明性、耐高温性などの特性を持たせたものです。

CIGSソーラーパネルの際立った特徴

  • 直接遷移型材料のため広い波長に対して太陽光の吸収率が高い
  • 薄膜ソーラーパネルの中でも発電効率が最高レベル
  • デザインの自由度が高く薄型の見た目が魅力的
  • 結晶シリコンパネルと肩をならべる性能

単結晶ソーラーパネルとは?なぜ太陽光発電に広く使われているのか?

単結晶ソーラーパネルは、数十年にわたる研究開発の成果です。それは、太陽光を取り込むための純粋シリコンが詰まった単結晶シリコンで作られています。

このタイプは、電流を最大限に流すために、自由電子の動きを可能とする半導体のように、純度の高い単結晶シリコンから円柱形のシリコンインゴットが作られます。この円柱状のインゴットをスライスして作られたのがシリコンウエハーで、これが太陽

電池モジュールの形状や構造になります。シリコンウエハーは、従来のものに比べ驚くほど発電効率が高く、今後の太陽エネルギーの利用拡大を考えたときには最適な素材です。

単結晶ソーラーパネルは、従来のソーラーパネルよりも効率が高いだけでなく、エネルギーの収率も高くなっています。単結晶シリコン電池の発電効率は約15〜24%で、従来の多結晶シリコン電池よりも高いのが特徴です。このため、再生可能エネルギーを発電する現場では非常に人気があります。

単結晶ソーラーパネルの特徴:

  • 単結晶ソーラーパネルはもっとも効率の高いタイプのソーラーパネルである。
  • パネルはピラミッド型をしているため、表面積が大きく太陽の光をたくさん取り込むことができる。
  • 電気代を節約したい人には単結晶ソーラーパネルがベストチョイスとなる。
  • クリーンで効率的だが適宜メンテナンスとクリーニングが必要である。

CIGSソーラーパネル vs 単結晶フレキシブルパネル

1. 太陽光の吸収と年間発電量:

CIGSパネルでは、銅・インジウム・ガリウム・セレンからなる膜が吸収層として機能するため、太陽光スペクトルの感受性が高く、その結果、エネルギー収量が多くなります。BougeRVの100W フレキシブルソーラーパネルは、同ランクの単結晶パネルに比べ、年間発電量が10~15%多くなります。

2. 10%の影の影響:

CIGS太陽電池モジュールは、光への感受性が高く太陽光をよく吸収するため、日射量の少ない場所や、近くにある木の陰にパネルがかくれてしまう場所に最適です。多少の日陰はCIGSの性能に影響を与えないと言えますが、フレキシブルな単結晶パネルの場合、60%~80%のエネルギー損失が見られます。

3. 電圧の安定化にダイオードを使用:

ダイオードはもっとも一般的に使用されている電子部品の一つです。その最大の特徴は、一方向性伝導、つまり、電流がダイオードの一方向にしか流れないことです。ソーラーパネルの一連のダイオードは、回路保護機能を果たし、稼働中に太陽エネルギーをより安定させ、電流による回路へのダメージを軽減することができます。

4. 柔軟性の度合い:

フレキシブル単結晶パネルには、ETFE(エチレンとテトラフルオロエチレンの共重合体)コーティングが施され、より高いレベルの保護性能を発揮することはまちがいありません。しかし、厚みに関していえば、薄膜CIGS太陽電池モジュールは数マイクロメートル(μm)またはナノメートル(nm)であり、単結晶太陽電池にはできない超薄型デザインと柔軟性があり、薄型系のゆるぎない特徴として数えられています。

5.マイクロクラックのリスク:

単結晶フレキシブルパネルは、輸送を慎重に行わなければならないような、繊細なシリコンウェハーで構成されており、マイクロクラックの危険性が高いですが、フレキシブルCIGSパネルは、損傷や効率低下のリスクなく移動や折りたたんで使用することができます。

6. 寿命と耐久性:

CIGS薄膜太陽電池パネルは、過酷な条件下でも使用できるように専用に設計されています。頑丈な構造と耐久性のある設計により、RV車、ボート、アウトドアやキャンプなどで楽しめます。異物などの外部からの侵入を保護する設計により、雪、真冬、真夏といった過酷な環境下に耐え、環境条件にほとんど左右されません。最大で25年の超高耐久性を持ち、長きにわたって使用することができます。

単結晶フレキシブルモジュールは、海洋、RV、ボート、屋上、いろいろな曲面などにも設置してオフグリッドの生活を支えてくれますが、荒れた厳しい状況すべてに対応できるわけではありません。

7. 温度の影響:

CIGSパネルの場合、温度が1℃上昇するごとに0.3%の発電量の低下がありますが、単結晶フレキシブルパネルの場合、温度が1℃上昇するごとに0.6%まで低下し、温度上昇への対応は得意でないと考えられています。

8. 重さと携帯性の度合い:

CIGSパネルは薄い太陽電池フィルムで構成されているため、単結晶パネル(約2700グラム)よりも軽量(約1800グラム)で、携帯性にすぐれています。

まとめ

エネルギーの消費者として、化石燃料から再生可能エネルギーへの移行について学び、後者の数えきれないアドバンテージと、電気をタダで得られる可能性について見てきました。光熱費は日々上昇し、すべての消費者はエネルギー料金の急騰に直面しています。クリーンなグリーンエネルギーへ一歩踏み出すことは、この時代がまさに求めていることです。

単結晶パネルとCIGSパネルは、どちらもお客様からのニーズは高いですが、効率や性能、フレキシビリティに関して長所と短所があります。これまで単結晶パネルとCIGSパネルについて詳しく説明してきましたが、次のソーラープロジェクトに何を選択するかはお客様しだいです。

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よくある質問

CIGSパネルと単結晶パネルはどっちがベスト?

両者とも申し分なく良いモノですが、CIGSパネルは、単結晶パネルよりも柔軟性が高く他にもすぐれた機能が多いため、機能性によりCIGSパネルをえらぶケースが見られます。

CIGSパネルの色は何色があるの?

一般的には黒が多いですが、ご要望に応じて透明なものも含め、すべての色のパネルを製造することができます。

CIGSとは何ですか?

CIGSは「Copper Indium Gallium Selenide(セレン化銅インジウムガリウム)」の略です。これは、太陽光を最大限に吸収し、最適なエネルギー発電を実現するので、ソーラーパネルのすばらしい材料となります。

フレキシブルCIGSパネルはどのような機器に使用できるの?

ノートパソコンやポータブル冷蔵庫、その他の電子機器など、外出先での充電に利用できます。標準的な12Vバッテリーをフレキシブルソーラーパネルに接続するだけで、光熱費をかけずにオフグリッドの充電を楽しむことができます。


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