「太陽光発電は電力の王者になる」と、国際エネルギー機関（IEA）は2020年の報告書で宣言しています。IEAの専門家は、今後20年間で世界の太陽光発電量は現在の8～13倍になると予測しています。新しい太陽光パネル技術は、太陽光発電産業の成長を加速させるでしょう。では、これらのイノベーションとは一体何でしょうか？私たちの未来を形作る最先端の太陽光発電技術を見ていきましょう。
1. 水上太陽光発電所は土地を占有せずに高い効率を実現
いわゆる水上太陽光発電は比較的古く、最初の水上太陽光発電所は2000年代後半に登場しました。それ以来、建設原理は改良され、現在ではこの新しい太陽光パネル技術は大きな成功を収めており、これまでのところ主にアジア諸国で成功を収めています。
水上太陽光発電所の主な利点は、事実上あらゆる水域に設置できることです。水上太陽光発電パネルのコストは、同規模の陸上設置とほぼ同程度です。さらに、PVモジュールの下の水がモジュールを冷却するため、システム全体の効率が向上し、エネルギーの無駄が最小限に抑えられます。水上太陽光発電パネルは、通常、陸上設置よりも5～10%優れた性能を発揮します。
中国、インド、韓国には大規模な水上太陽光発電所がありますが、最大のものはシンガポールで現在建設中です。これはシンガポールにとって非常に理にかなっています。シンガポールは土地が限られているため、政府はあらゆる機会を利用して水資源を活用しようとするからです。
フロートボルタイクスはアメリカでも注目を集め始めています。米陸軍は2022年6月、ノースカロライナ州フォートブラッグのビッグマディ湖にフローティングファームを開設しました。この1.1メガワットのフローティングソーラーファームは、2メガワット時の蓄電容量を備えています。これらのバッテリーは、停電時にキャンプ・マッコールに電力を供給します。
2. BIPV太陽光発電技術により建物の自立が可能に
将来、建物の屋根に太陽光パネルを設置して電力を供給するのではなく、パネル自体がエネルギー源となるでしょう。建物一体型太陽光発電（BIPV）技術は、太陽光パネルを建築部材として利用し、未来のオフィスや住宅の電力供給源となることを目指しています。つまり、BIPV技術は住宅所有者の電気代、ひいては太陽光パネル設置システムのコスト削減を可能にします。
しかし、これは壁や窓をパネルに置き換えて「仕事場」を作るということではありません。太陽光発電の要素は自然に溶け込み、人々の仕事や生活の邪魔にならないようにしなければなりません。例えば、太陽光発電ガラスは普通のガラスのように見えますが、同時に太陽エネルギーをすべて集光します。
BIPV技術は1970年代に遡りますが、爆発的に普及したのはごく最近のことです。太陽光発電素子がより身近になり、効率が向上し、より広く入手できるようになったためです。このトレンドを受け、一部のオフィスビルのオーナーは既存の建物に太陽光発電素子を組み込み始めています。これはビルアプリケーションPVと呼ばれています。最も強力なBIPVソーラーパネルシステムを備えた建物を建設することは、起業家の間で競争の場となっています。言うまでもなく、企業が環境に配慮していればいるほど、そのイメージは向上します。アジア・クリーン・キャピタル（ACC）は、中国東部の造船所に19MWの設置容量でこのトロフィーを獲得したようです。
3. ソーラースキンがパネルを広告スペースに変える
ソーラースキンとは、基本的にソーラーパネルを包むフィルムのことです。これにより、モジュールの効率を維持しながら、あらゆるものを表示することができます。屋根や壁にソーラーパネルを設置する見た目が気に入らない場合は、この画期的なRV技術を使えば、ソーラーパネルを隠すことができます。屋根瓦や芝生など、適切なカスタムイメージを選択するだけです。
この新技術は、見た目の美しさだけでなく、収益性にも大きく貢献します。企業は太陽光パネルシステムを広告バナーとして活用できるのです。スキンはカスタマイズ可能で、例えば企業ロゴや新製品情報などを表示できます。さらに、ソーラースキンはモジュールの性能をモニタリングするオプションも提供します。欠点はコストです。薄膜ソーラースキンは、ソーラーパネル本体価格に10%上乗せして支払う必要があります。しかし、ソーラースキン技術がさらに発展するにつれて、価格はさらに下がることが期待できます。
4. ソーラーファブリックでTシャツからスマホを充電
最新の太陽光発電技術のイノベーションのほとんどはアジアから生まれています。ですから、日本のエンジニアがソーラーファブリックの開発を担っているのも当然と言えるでしょう。建物に太陽電池を組み込んだ今、ファブリックにも同じように応用できるのではないでしょうか。ソーラーファブリックは、衣類、テント、カーテンなどに活用できます。パネルと同様に、太陽光を捉えて発電するのです。
ソーラーファブリックの活用方法は無限大です。ソーラーフィラメントは繊維に織り込まれているため、簡単に折りたたんで何にでも巻き付けることができます。例えば、ソーラーファブリックでできたスマートフォンケースがあると想像してみてください。太陽の光が当たるテーブルの上に置くだけで、スマートフォンが充電されます。理論的には、家の屋根をソーラーファブリックで包むことも可能です。このファブリックはパネルと同じように太陽光発電を行いますが、設置費用はかかりません。もちろん、屋根に設置された標準的なソーラーパネルの出力は、ソーラーファブリックよりも高くなります。
5. 太陽光防音壁が高速道路の騒音をグリーンエネルギーに変える
太陽光発電式防音壁（PVNB）は、ヨーロッパではすでに広く普及しており、米国でも導入が始まっています。そのアイデアはシンプルです。町や村の人々を高速道路の交通騒音から守るために防音壁を建設するというものです。防音壁は広い表面積を確保しており、その利点を活かすため、エンジニアたちは防音壁の上に太陽光発電要素を追加するというアイデアを思いつきました。最初のPVNBは1989年にスイスで登場し、現在では最も多くのPVNBが設置されている高速道路はドイツで、2017年には過去最高の18基が設置されました。米国では数年前からこのような防音壁の建設が始まっていましたが、現在ではすべての州で見られるようになると予想されています。
太陽光発電防音壁の費用対効果は、現在、疑問視されています。これは、設置する太陽光発電素子の種類、地域の電力価格、そして再生可能エネルギーに対する政府の優遇措置に大きく左右されます。太陽光発電モジュールの効率は向上している一方で、価格は低下しています。これが、太陽光発電式交通防音壁の魅力を高めている要因です。