世界の太陽エネルギートレンドニュース速報：2024年の太陽エネルギーにおけるイノベーションとブレークスルー

世界の太陽エネルギー産業：概要

過去数年間、太陽光発電産業は目覚ましい進歩を遂げてきました。より長寿命の太陽電池、表面に印刷できるフレキシブルな太陽電池、日中に太陽を東から西へ追跡する太陽電池パネル、夜間太陽光発電所などは、太陽光発電技術における最新の進歩と発見の一部です。太陽の光は1時間で、人類全体が1年間に使用するよりも多くのエネルギーを地球に供給しています。フランスの物理学者エドモン・ベクレルは、1839年にこれらの光子を電流に変換する方法を発見しました。現代のソーラーパネルの大部分は、1950年代に開発されたシリコンベースの太陽電池で駆​​動されています。太陽エネルギーは現在、世界で3番目に大きな再生可能エネルギー源であり、高い需要があります。それでもなお、創造性を発揮する余地は大きくあります。           

 

Spherical Insights & Consultingの最新レポートによると、世界の太陽光発電システム市場規模は2023年に924.5億米ドルと評価され、2033年には2,858.9億米ドルに達すると予測されています。太陽光発電システム業界は、2022年から2032年にかけて年平均成長率（CAGR）11.95%で成長すると予想されています。

 

最近の開発とニュース:

1. 2022年12月、インド政府、インド太陽エネルギー公社（SECI）、そして世界銀行は、よりクリーンで再生可能エネルギー源を活用したインドの発電能力増強を支援するため、国際復興開発銀行（IBRD）による1億5,000万米ドルの融資、クリーンテクノロジー基金（CTF）による2,800万米ドルの融資、そしてCTFによる2,200万米ドルの補助金に関する協定に署名しました。この協定は、2030年までに再生可能エネルギー500ギガトン（GW）を達成するというインドの目標を再確認するものです。

 

1. 2022年9月、アマゾン・インディアはラジャスタン州で3つの太陽光発電所プロジェクトを発表し、合計420メガワット（MW）のクリーンエネルギー容量を保有しています。インドにおける同社の大規模再生可能エネルギープロジェクトには、ReNew Powerが開発した210MWのプロジェクト、Amp Energy Indiaが開発した100MWのプロジェクト、そしてBrookfield Renewableが開発した110MWのプロジェクトが含まれています。

 

1. 2022年1月、億万長者のゴータム・アダニ氏の物流からエネルギーまでを扱う複合企業は、世界最大の再生可能エネルギー企業となり、非常に安価な水素を製造することを目指し、グリーン水素プロジェクト、風力タービンの製造、低炭素電力、バッテリー、太陽光モジュールの発電を行う新たな子会社ANILを設立した。

 

太陽光パネルの効率が大幅に向上

ペロブスカイトと呼ばれる新物質により、複数の科学チームが太陽光パネルの効率向上において大きな進歩を遂げました。この新技術は太陽エネルギーの限界を押し広げ、既存の大きな節目である32%のエネルギー効率を上回ります。現在の太陽光パネルに使用されているシリコンベースのセルは、太陽光を電力に変換する効率が31%という最高値に急速に近づいています。気候変動による壊滅的な被害に対抗するには、太陽光発電設備の効率を当面10倍に高める必要があります。この革新は、シリコン層を別の半導体であるペロブスカイトの層で覆うことです。ペロブスカイトは可視光線である青色光を吸収し、シリコンは可視光線である赤色光を吸収することで、吸収される光の総量を増加させます。セルあたりの吸収エネルギーが増えることで太陽光発電のコストはさらに削減され、より迅速な導入が可能になり、地球温暖化の抑制に貢献します。専門家によると、量産が計画通りに進んだ場合、これらのセルは5年後、あるいはシリコンのみのセルが最高効率に達するまでの間に商業化される予定です。

 

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太陽光発電産業の成長

太陽光発電業界は急速に変化しており、住宅地では効率の限界に挑戦する取り組みが進められています。また、ルワンダの企業が太陽光発電ソリューションで100万ドルの支援を受けるといった取り組みも見られます。ソマリアも、太陽光発電を活用するため、3.5MWの新たなプロジェクトを開始しました。富士フイルムは、米国の仮想電力購入契約（VPP）への署名や、スカパーJSATの太陽放射予測部門の商業展開など、再生可能エネルギーへの企業としてのコミットメントを表明しています。Versofy SOLARやFocused Sunといったスタートアップ企業のおかげで、再生可能エネルギーの動きは勢いを増しており、特に南アフリカのように太陽エネルギーの潜在能力が非常に大きい地域では顕著です。

 

市場のダイナミクスと業界の困難

「太陽光発電の均等化発電原価」とは、システム全体で太陽光発電を行うための費用を指し、資金調達と維持費を考慮に入れています。都市部は安定した電力供給を必要としますが、太陽光発電は特に困難な状況をもたらす可能性があります。送電インフラの容量不足は、費用の増加、交通量の増加、さらには発電量の制限につながる可能性があります。太陽は確かに力を持っていますが、その量は気温と場所によって異なります。この多様性が太陽光発電の普及を妨げています。1平方メートルの太陽光パネルは1日あたり6キロワット時以上の発電能力がありますが、実際に利用できる電力量はパネルの効率によって決まります。残念ながら、市販されているパネルのうち、効率の高いものは25%未満です。効率が高ければ高いほど、生産プロセスはコストがかかります。言い換えれば、高性能パネルの生産は可能ですが、それにはコストがかかります。ヨーロッパの需要低迷により、オーストラリアの太陽光発電株は下落しています。さらに、業界全体が市場からの圧力によって引き起こされる恐怖と闘っています。さらに、雹害は太陽光発電への投資を暗くし、強力な解決策を必要としています。  

 

太陽光発電産業における技術革新とブレークスルー

• 太陽光発電（PV）

アレクサンドル・エドモン・ベクレルが1839年に初めて観測した光起電力効果が、21世紀の主要な太陽光発電技術の一つに数えられるとは、誰も予想できなかったでしょう。簡単に言うと、太陽光発電（PV）装置は太陽光を電気エネルギーに変換することができます。1つのPV装置は「セル」と呼ばれます。PVセルは多くの場合、異なる種類のシリコンで作られています。1つのPVセルは通常非常に小さく、出力は約1～2ワットです。PVセルはチェーン状に連結され、出力を向上させるために「モジュール」または「パネル」と呼ばれるより大きなユニットを形成します。

 

• 毛深いソーラーパネル

ナノテクノロジーを駆使し、カーボンナノチューブ繊維に光吸収ナノワイヤーを用いることで、ヘアリーソーラーパネルを実現しました。円筒形のナノワイヤーは、直径が人間の髪の毛の約1万分の1です。この光吸収ナノワイヤーは、シリコンセルよりも多くの太陽エネルギーを吸収します。ヘアリーソーラーパネルは、照射される太陽光の最大96%を吸収できます。従来のソーラーパネルよりも構造的な柔軟性が高いだけでなく、この高効率技術は価格も手頃で、さまざまな環境への設置も容易です。

 

• 太陽熱暖房・冷房（SHC）

熱エネルギー（熱）は、太陽熱冷暖房（SHC）技術によって生成され、空間やプールの暖房に利用されます。太陽放射を集め、それを熱に変換し、住宅、商業施設、産業用途（空間暖房、プール暖房、冷房など）に使用します。特に太陽熱暖房システムは、住宅所有者にとって手頃な価格で、3～6年で投資回収が見込まれます。事業用途で利用する場合、長期的な間接費の抑制と光熱費の削減に役立ちます。2010年以降、米国では大規模なSHC設備が開発され、単一の壁面に10,000～50,000フィート（約3,000～15,000平方メートル）のシステムが設置されています。これにより、空間暖房や換気の問題に対処するための大きなチャンスが生まれました。

 

• 宇宙太陽光発電

宇宙太陽光発電とは、軌道上で太陽エネルギーを集め、それをマイクロ波またはレーザービームとして地球に送り、電気エネルギーに変換することです。energy.govによると、宇宙は雲も大気も夜も存在しないため、太陽エネルギーの収集に最適です。そのため、太陽光は遮られることなく完全に太陽電池パネルに到達できます。これらの衛星太陽電池パネルを活用できれば、原子力発電所に匹敵する量の太陽エネルギー（メガワットではなくギガワット単位のエネルギー）を発電できる可能性があります。これは、都市全体に電力を供給するのに十分な量かもしれません！しかし、打ち上げコストや地球へのエネルギー送信の安全性など、この技術には依然として課題が残っています。

 

• 集光型太陽光発電（CSP）

この方法は太陽光を集光して熱エネルギーを発生させ、それを発電に利用することから、集光型太陽光発電（CSP）と呼ばれています。熱は従来の発電機を通過します。システムの前半で太陽エネルギーが集光され、熱に変換されます。そして、後半でその熱エネルギーを利用して発電します。CSP太陽光発電システムでは、村落で10キロワットの電力を得ることができ、系統接続された用途では最大100メガワットの電力を利用できます。一部のシステムでは、夜間や曇りの日に蓄熱を行います。これらの特性により、CSP技術は、特に南西部やその他の世界のサンベルト地域において、記録的な太陽光から電気への変換効率と相まって、魅力的な再生可能エネルギーの選択肢となっています。

 

様々な理由から、現在のエネルギー生産方法の見直しが必要であることは否定できません。第一の大きな原因は、石油などの化石燃料を含む従来のエネルギー源の供給量が限られていることです。さらに、多くの国が依然として石炭や石油の輸入に依存しています。第二の論点は、従来のエネルギーシステムはすべて、温室効果ガスやその他の大気粒子などの有害な汚染物質を排出することです。そのため、この記事で解説する太陽光発電（PV）、水上太陽光発電所、グラフェンコーティングされた太陽光パネルなど、最先端技術は、私たちのエネルギー不足に対する優れた解決策となり得ます。多くの国は、太陽光発電に関する政策が不利、あるいは全く存在しないこと、そしてゾーニング、許可、送電網の設置といったソフトコストの懸念といった課題に直面し続けています。これらの問題が解決されれば、太陽光発電は一般的で手頃な価格の選択肢となるでしょう。明るい面としては、状況はすでに好転し始めていることが挙げられます。

 

関連資料

Spherical Insights & Consultingの最新レポートによると、世界の太陽光発電システム市場規模は2023年に924.5億米ドルと評価され、2033年には2,858.9億米ドルに達すると予測されています。太陽光発電システム業界は、2022年から2032年にかけて年平均成長率（CAGR）11.95%で成長すると予想されています。 

 

米国の太陽エネルギー市場規模は、 2023年から2033年の予測期間中に16.07%のCAGRで成長し、2033年までに721.34ギガワット（GW）に達すると予想されています。

 

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