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1958 年 3 月 17 日、米国の 2 番目の衛星であるバンガード I は、搭載された送信機に電力を供給するための化学電池と太陽電池を搭載して宇宙に飛び立ちました。 ハンス・ツィーグラー (1911 ～ 1999 年) は、米陸軍側でかなりの逡巡を経て、太陽電池によるエネルギー供給により、電池を使用するよりも長く送信機を動作させることができるという考えを採用することができました。 軍の予想に反して、同局の信号は信号活動を停止する1964年5月まで受信できた。

この小型衛星とそれに関与した科学者の成功により、これまでほとんど知られていなかった、そして何よりも非常に高価な太陽電池を初めて賢明に使用するための基礎が築かれました。 長年にわたり、太陽電池は主に宇宙旅行を目的として開発され、太陽から火星までの距離にある衛星や宇宙探査機にとって理想的な電源であることが判明しました。 バッテリ駆動と比較した宇宙船の耐用年数の長さは、依然として高い太陽電池のキロワット時あたりの価格をはるかに上回っていました。 さらに、太陽電池は放射性同位元素発電機よりも安価でリスクが低いため、同様に長い稼働時間が可能です。 ほとんどの宇宙船にはエネルギーを供給するために太陽電池が搭載されており、現在も搭載されています。

2008 年には、効率が向上した太陽電池が、それぞれ約 150 ワットの送信電力を持つ 30 個以上のトランスポンダーを備えた通信衛星に数キロワットの電力を供給したり、宇宙探査機のイオン エンジンの駆動エネルギーを供給したりしました。 2011 年 8 月に打ち上げられた宇宙探査機ジュノーは、木星の周りの軌道で初めて、特に効率的で放射線耐性のある太陽電池からエネルギーを引き出しました。 世界中で使用されている約 1,000 基の衛星のほぼすべてが太陽光発電から電力を得ています。 宇宙空間では、平方メートルあたり 220 ワットの出力が達成されます。

出典: 太陽光発電の歴史

太陽光発電 – ドイツに設置された電力 – 画像: Xpert.Digital

ドイツのすべての送電網に接続された太陽光発電システムの累積電力出力は、2020 年のピーク時に約 54 ギガワットでした。 最も多くの容量を設置している連邦州はバイエルン州であり、バーデン ヴュルテンベルク州、ノルトライン ヴェストファーレン州がそれに続きます。 ブレーメン、ハンブルク、ベルリンの都市国家は、太陽光発電システムの名目出力が最も低い。

太陽光発電

太陽電池を使用した光エネルギーの電気エネルギーへの変換は、太陽光発電システムによる発電を表します。 ドイツでは、太陽光発電システムの設置容量がますます増加しています。 この発展は世界的にも見られ、世界の総設置容量の約 4 分の 1 が中国にあります。 これに米国、​​日本、ドイツが続きますが、比較すると太陽光発電の設置容量は大幅に少なくなっています。

再生可能エネルギー

太陽光発電システムに加えて、例えば水力発電も再生可能エネルギー源です。 化石燃料とは対照的に、それらは再生可能です。 風力エネルギーはドイツにおいて特に重要です。 欧州と比較しても、この国では風力発電による発電量が最も多い。 イギリスとスペインが離れて続いている。

2000年から2020年までのドイツにおける太陽光発電システムの設置容量（累計）

• 2000年: 114メガワット
• 2001年: 176メガワット
• 2002年: 296メガワット
• 2003: 435 メガワット
• 2004年: 1,105メガワット
• 2005年: 2,056メガワット
• 2006年: 2,899メガワット
• 2007年: 4,170メガワット
• 2008年: 6,120メガワット
• 2009年: 10,566メガワット
• 2010年: 18,006メガワット
• 2011年: 25,916メガワット
• 2012年: 34,077メガワット
• 2013年: 36,710メガワット
• 2014年: 37,900メガワット
• 2015年: 39,224メガワット
• 2016年: 40,679メガワット
• 2017年: 42,293メガワット
• 2018年: 45,158メガワット
• 2019年: 49,047メガワット
• 2020年: 53,848メガワット

太陽光発電 – ドイツの発電量のシェア – 画像: Xpert.Digital

2020 年には、発電量の 9% が太陽光発電によって生成されました。 太陽光発電システムの使用は、長年にわたってますます重要になってきています。 再生可能エネルギー源としての太陽の割合は、2003 年以来継続的に増加しています。

エネルギー源としての太陽光

エネルギー源としての太陽の利点は、制限なく無期限に無料で利用できることです。 人々はこれを利用して、太陽電池を使用して光エネルギーを電気エネルギーに変換します。 総発電量に占める太陽光発電の割合の増加は、とりわけ、システムのコスト低下と再生可能エネルギーの使用に対する意識の高まりによって説明できます。

再生可能エネルギー源

ドイツの発電における原子力と硬炭の割合は減少している一方で、すべての再生可能エネルギー源の割合は同時に増加しています。 太陽光発電システムの使用に加えて、電気は、水、風力、バイオマス、地熱エネルギーなどの再生可能エネルギー源からも生成されます。 陸上風力タービンはドイツで圧倒的に最大量の再生可能エネルギーを生産します。

2002 年から 2020 年までのドイツの総発電量に占める太陽光発電の割合

• 2002: 0 (%)
• 2003: 0.1 (%)
• 2004: 0.1 (%)
• 2005年: 0.2%
• 2006: 0.3 (%)
• 2007: 0.5 (%)
• 2008: 0.7 (%)
• 2009: 1.1 (%)
• 2010年: 1.8%
• 2011: 3.2 (%)
• 2012: 4.2 (%)
• 2013: 4.9 (%)
• 2014: 5.7 %
• 2015: 6 (%)
• 2016年: 5.9%
• 2017: 6 (%)
• 2018年: 6.9%
• 2019年: 7.5%
• 2020年: 8.9%

再生可能エネルギー – エネルギー源別の発電分布 – 画像: Xpert.Digital

2020年、ドイツの再生可能エネルギー源による総発電量に占める陸上風力発電の割合は42％でした。 従来型を含むすべてのエネルギー源に基づくと、2020 年の総発電量に対する陸上風力エネルギーの寄与は約 19% でした。

再生可能エネルギー発電

石炭や原子力などの化石燃料とは対照的に、再生可能エネルギー源は再生可能です。 現在、ドイツの全電力のほぼ半分を発電しています。 再生可能エネルギーによる発電量は、過去ほぼ 30 年間にわたって増加し続けています。 全国的に比較すると、メクレンブルク・フォアポンメルン州、シュレースヴィヒ・ホルシュタイン州、チューリンゲン州は、総発電量に占める再生可能エネルギーの割合が最も高い連邦州の一つである。

ドイツの風力エネルギー

風力エネルギーに関して言えば、ドイツは 2019 年に設置された風力タービンの出力において、中国や米国と並んで世界で最も重要な国の 1 つでした。 風力エネルギーによる発電量は近年、陸上と海上の両方で大幅に増加しています。 同時に、洋上と陸上の両方の風力タービンの数が著しく増加しました。

2020 年のドイツにおける再生可能エネルギーによる発電量のエネルギー源別分布

• 陸上風力発電: 42 %
• 太陽光発電: 20 (%)
• バイオマス: 18%
• 洋上風力発電: 11 %
• 水力発電*: 7 %
• 家庭廃棄物**: 2 %

* 流れ込み型発電所および貯水型発電所での発電、および揚水発電所での自然流入による発電。
** 家庭廃棄物の生物由来部分 (約 50%) からのみ生成されます。 統計をよりよく理解できるように、値はパーセンテージに変換され、元のソースと比較して四捨五入されています。