太陽光発電: エネルギーの未来

太陽光発電は、私たちが利用できる最も豊富な自然エネルギー源の 1 つです。毎日、太陽が昇って私たちを照らし、熱と電気を与えてくれます。

One of the most abundant and natural sources of energy that we have is solar power. Every day, the sun rises and shines its light on us, offering us heat and electricity.

私たちが利用できる最も豊富な自然エネルギー源の 1 つは太陽光発電です。毎日、太陽が昇って私たちを照らし、熱と電気を与えてくれます。

Even isolated, remote, and rural areas can take advantage of this energy source, given that most areas on this planet get sunlight to some extent. There isn't even a need for a lot of this inexhaustible source of energy; less than 10% of solar energy is enough to help us meet global energy demands.

地球上のほとんどの地域である程度太陽光が得られることを考えると、孤立した遠隔地や田舎の地域でもこのエネルギー源を利用することができます。この無尽蔵のエネルギー源を大量に使う必要さえありません。地球規模のエネルギー需要を満たすのに十分な太陽エネルギーは 10% 未満です。

As a renewable energy source, it does not create any harmful greenhouse gas emissions while being well-suited to the electricity grid and batteries.

再生可能エネルギー源として、有害な温室効果ガスを排出せず、電力網やバッテリーに適しています。

The usage of sunlight isn't entirely new. Humans were using sunlight as early as the 7th century BC to light fires by reflecting the rays of the sun onto shiny objects.

太陽光の利用はまったく新しいものではありません。人類は、紀元前 7 世紀には太陽の光を光沢のある物体に反射させて火を起こすために太陽光を利用していました。

However, technological advancements have made capturing sunlight to generate electricity and then storing it for later use highly efficient.

しかし、技術の進歩により、太陽光を捉えて発電し、後で使用するために蓄えることが非常に効率的になりました。

Solar technologies capture electromagnetic radiation, which is the light emitted by the sun, and turn it into useful forms of energy. Two main types of solar energy technologies are photovoltaics (PV), utilized in solar panels, and concentrating solar-thermal power (CSP).

ソーラー技術は、太陽から放射される光である電磁放射を捕捉し、それを有用な形のエネルギーに変換します。太陽エネルギー技術には主に 2 種類あり、ソーラーパネルに利用される太陽光発電 (PV) と集光型太陽熱発電 (CSP) です。

Solar panels are currently the most popular means of producing electricity from solar energy. The PV panels have a useful lifespan of 20-25 years, and minimal maintenance is required once they have been installed, apart from some periodic cleaning.

ソーラーパネルは現在、太陽エネルギーから電気を生成する最も一般的な手段です。 PV パネルの耐用年数は 20 ～ 25 年で、設置後は定期的な清掃を除いて最小限のメンテナンスが必要です。

Usually made from a semiconductor material like silicon, when the material is exposed to photons of sunlight, it releases electrons and produces an electric charge. This charge generates an electric current, which is seized by solar panels and then an inverter converts it to alternating current (AC), which is used to power your devices.

通常、シリコンなどの半導体材料で作られており、その材料が太陽光の光子にさらされると電子が放出され、電荷が生成されます。この充電によって電流が生成され、その電流がソーラー パネルによって捕捉され、インバーターによって交流 (AC) に変換され、デバイスへの電力供給に使用されます。

The photovoltaic (PV) effect was actually discovered decades ago in 1839 when French physicist Edmond Becquerel was experimenting with a cell made of metal electrodes in a conducting solution and found the cell to be generating more electricity when exposed to light.

光起電力 (PV) 効果は、実際には数十年前の 1839 年にフランスの物理学者エドモン・ベクレルが導電性溶液中で金属電極で作られたセルを実験し、光にさらされるとセルがより多くの電気を生成することを発見したときに発見されました。

Then, in 1954, PV technology was born with the development of the silicon PV cell, which could absorb and convert the sun's energy into power to run everyday electrical equipment.

その後、1954 年に、太陽エネルギーを吸収して日常の電気機器を動作させるための電力に変換できるシリコン PV セルの開発により、PV 技術が誕生しました。

Today, solar energy systems are integrated into not just homes and businesses but have become an important mix of renewable energy sources to provide power supply.

現在、太陽エネルギーシステムは家庭や企業だけでなく、電力供給を行うための再生可能エネルギー源の重要な組み合わせとなっています。

Solar energy actually has the potential to significantly reduce electricity, generate backup power by pairing it with storage, contribute to a resilient electrical grid, operate on both small and large scales at similar efficiency, and create jobs and spur economic growth.

実際、太陽エネルギーは電力を大幅に削減し、蓄電と組み合わせてバックアップ電力を生成し、強靱な電力網に貢献し、小規模でも大規模でも同様の効率で運用し、雇用を創出して経済成長を促進する可能性を秘めています。

Meanwhile, in terms of cost, besides the obvious hardware costs, there are also soft costs such as permitting, financing, and installing solar, along with other operational expenses of such companies, which affect the price of solar energy.

一方、コストの面では、明らかなハードウェアコストに加えて、太陽光発電の許可、資金調達、設置などのソフトコストや、そのような企業のその他の運営費用もあり、これらが太陽光エネルギーの価格に影響を与えます。

While solar energy has tremendous benefits, the challenge remains in terms of intermittency. The amount of sunlight available, after all, varies by time, location, and season.

太陽エネルギーには多大な利点がありますが、断続性の点で課題が残っています。結局のところ、利用できる太陽光の量は、時間、場所、季節によって異なります。

For instance, photovoltaics generate energy primarily in the middle of the day when the sun is the brightest. While more efficient and reliable storage systems have allowed us to use this energy source throughout the day, even when the sun has set or it's cloudy, researchers are even looking at better alternatives.

たとえば、太陽光発電は、主に太陽が最も明るい日中の昼間にエネルギーを生成します。より効率的で信頼性の高い蓄電システムのおかげで、太陽が沈んだときや曇っていたときでも、このエネルギー源を一日中使用できるようになりましたが、研究者たちはより良い代替手段も検討しています。

Back in 2022, researchers from The University of New South Wales (UNSW), made a major breakthrough in this sphere, which allowed them to produce electricity from solar power even during the night-time. This tech is now being taken to space.

2022 年に遡ると、ニューサウスウェールズ大学 (UNSW) の研究者らはこの分野で大きな進歩を遂げ、夜間でも太陽光発電で電力を生産できるようになりました。この技術は現在、宇宙に持ち込まれています。

So, two years ago, in May, a UNSW team made this major breakthrough in renewable energy technology by producing electricity from solar power at night.

そこで、2年前の5月、UNSWのチームは夜間に太陽光発電から電力を生産することで、再生可能エネルギー技術における大きな進歩を遂げました。

The team of researchers from the School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering (SPREE) produced electricity from heat emitted by Earth as infrared light (IL), much like it cools at night by radiating into space.

太陽光発電・再生可能エネルギー工学部（SPREE）の研究チームは、地球が赤外線（IL）として放出する熱から、夜間に宇宙に放射して冷却するのと同じように、電気を生成した。

For this, the team created a semiconductor device called a thermoradiative diode. A diode is a semiconductor device that allows current to flow in one direction while restricting it in the other. They convert alternating current (AC) into pulsating direct current (DC).

このために、チームは熱放射ダイオードと呼ばれる半導体デバイスを作成しました。ダイオードは、一方向への電流の流れを許可し、もう一方の方向への電流の流れを制限する半導体デバイスです。交流 (AC) を脈動直流 (DC) に変換します。

A thermoradiative diode (TRD) meanwhile produces electricity by emitting IL. It can generate power from any warm surface and hence, carries the ability to provide solar power at night. The thermoradiative diode by the team was made up of materials used in night-vision (NV) goggles in order to generate electricity from the emitted infrared light.

一方、熱放射ダイオード (TRD) は、IL を放出することで電気を生成します。暖かい地面であればどこからでも発電できるため、夜間に太陽光発電を提供する機能を備えています。研究チームが開発した熱放射ダイオードは、放出された赤外線から電気を生成するために暗視 (NV) ゴーグルに使用される材料で構成されていました。

As for the power capacity, it was very small, at 100,000 times less than what is supplied by a solar panel. Despite that, the researchers believed that the result could be improved in the future. According to team lead Associate Professor Ned Ekins-Daukes:

電力容量に関しては、ソーラーパネルから供給される電力の10万分の1と非常に小さいものでした。それにもかかわらず、研究者らは結果が将来改善される可能性があると信じていました。チームリーダーのネッド・イーキンス・ドークス准教授は次のように述べています。

“We have made an unambiguous demonstration of electrical power from a thermoradiative diode.”

「私たちは熱放射ダイオードからの電力を明確に実証しました。」

He explained how by using thermal imaging cameras we can see the amount of radiation at night. However,

彼は、赤外線カメラを使用することで夜間の放射線量をどのように確認できるかを説明しました。しかし、