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太陽エネルギー発電

日経ECOLOMYのナショナルジオグラフィックの記事を取り上げておく。
記事のタイトルは、「
太陽エネルギー発電」である。
取り上げられている写真に興味をひかれた。
写真及び記事の一部を取り上げておく。
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記事の一部引用
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太陽光発電ドイツ・バイエルン州の農場の屋根を太陽電池パネルが覆う。太陽電池は、太陽光がシリコンなどの半導体の中の電子を移動させ、電位差をつくりだすことで電流を発生させる仕組みだ。太陽熱発電と違い、太陽光発電は小規模なシステムでも効率的に運用できる。文=ジョージ・ジョンソン、写真=マイケル・メルフォード(c)2009 National Geographic
(太陽光発電ドイツ・バイエルン州の農場の屋根を太陽電池パネルが覆う。太陽電池は、太陽光がシリコンなどの半導体の中の電子を移動させ、電位差をつくりだすことで電流を発生させる仕組みだ。太陽熱発電と違い、太陽光発電は小規模なシステムでも効率的に運用できる。文=ジョージ・ジョンソン、写真=マイケル・メルフォード(c)2009 National Geographic)

スペイン南部の太陽熱発電所。太陽光を集める鏡はそれぞれ住宅1戸分ほどの大きさだ。支援策に力を入れた欧州諸国は、太陽エネルギー発電の世界的リーダーに躍進した。写真=マイケル・メルフォード(c)2009 National Geographic
(スペイン南部の太陽熱発電所。太陽光を集める鏡はそれぞれ住宅1戸分ほどの大きさだ。支援策に力を入れた欧州諸国は、太陽エネルギー発電の世界的リーダーに躍進した。写真=マイケル・メルフォード(c)2009 National Geographic)

スペイン・アンダルシアの農地に広がる商用太陽熱発電所「アンダソル Ⅰ」(右)と「アンダソル Ⅱ」。二つの発電施設が頼りにするのは、周囲の畑と同じ“太陽の力”だ。日中に集めた太陽光の一部で大量の融解塩を熱してエネルギーを貯蔵する。こうして蓄えた熱を再利用することで、日没後も7.5時間の発電が可能になる。写真=マイケル・メルフォード(c)2009 National Geographic
(スペイン・アンダルシアの農地に広がる商用太陽熱発電所「アンダソル Ⅰ」(右)と「アンダソル Ⅱ」。二つの発電施設が頼りにするのは、周囲の畑と同じ“太陽の力”だ。日中に集めた太陽光の一部で大量の融解塩を熱してエネルギーを貯蔵する。こうして蓄えた熱を再利用することで、日没後も7.5時間の発電が可能になる。写真=マイケル・メルフォード(c)2009 National Geographic)

莫大(ばくだい)なエネルギーを秘めた太陽光。その恵みを最大限に享受しようと、人類はあくなき探求を続けてきた。太陽光発電の最前線に迫る。

…(中略)…

太陽熱発電所「ネバダ・ソーラー・ワン」が間もなく動き始めようとしていた。100ヘクタールの敷地に並べられた曲面鏡が、まるで光の運河のようにいくつもの長い列をなしている。これはトラフ式太陽熱発電という方式で、「トラフ」とは細長い溝を意味する。鏡の枚数は全部で18万2000枚以上。夜間は下を向いていた鏡が、上を向いて太陽を追いかけようとしている。

「今日はまずまずの晴天になりそうです」と、制御室のオペレーターが言った。発電の仕組みはこうだ。まず太陽光を曲面鏡に反射させ、その上に延びる鋼鉄の集光パイプに集める。パイプ内を流れるオイルは最高400℃にまで加熱され、巨大なラジエーター(放熱器)に送られる。そこでオイルの熱を使って蒸気をつくりだし、タービンと発電機を動かす。

この発電所が供給する電力は最大64メガワット(1メガワット=100万ワット)。一般家庭なら1万4000戸、ラスベガスのカジノでも数カ所をまかなえるほどだ。「蒸気をつくった後の工程は、通常の発電所と同じです」。施設責任者のロバート・ケーブルはそう言うと、通りの向こうにあるガス火力発電所を指さした。

ネバダ・ソーラー・ワンが操業を開始したのは2007年。それまで米国では17年以上も、太陽エネルギーを使う大型の発電所が建設されなかった。米国はその間に、この分野でほかの国々に後れをとってしまった。この発電所も、所有するのはスペインの大手建設会社アクシオナ社、使用している鏡はドイツ製だ。

ケーブルと私はヘルメットとサングラスを身につけ、小型トラックで鏡の列の横をゆっくりと進んだ。放水車に乗った男たちが、鏡に水をかけて掃除している。「ほこりがつくと鏡に影響がでますから」と、ケーブルは説明する。鏡の上に延びているのはオイルを流すパイプだ。光をよく吸収できるように表面は黒いセラミックで覆われ、断熱効果を高めるため真空のガラス管の中に収められている。

…(中略)…

米国のオバマ政権は、地球温暖化問題に正面から立ち向かい、輸入石油への依存度を減らすと公約している。風力やバイオ燃料も代替エネルギーの有力候補だが、太陽の光ほど豊富にあるエネルギーはほかにない。

私は昨年秋、ドイツ南西部のフライブルクにあるフラウンホーファー太陽エネルギーシステム研究所のアイケ・ウェーバー所長からこんな話を聞いた。「地熱発電や風力発電など、ほかの再生可能エネルギーはどれも量的な限界があります。地球上の全人類が必要とする総電力は、およそ16テラワット(1テラワット=1兆ワット)。2020年には、20テラワットに増えるとみられています。一方、地球の陸地に降り注ぐ太陽光は12万テラワット。つまり、太陽エネルギーはほとんど無尽蔵にあると言えるのです」

太陽エネルギーを利用する発電方式は大きく2つある。まず、太陽光を熱に変えて発電する太陽熱発電。これにはネバダ・ソーラー・ワンのような「トラフ式」のほかに「タワー式」と呼ばれる方法がある。タワー式は、地上に並べたヘリオスタットという名の平面鏡で、太陽光を巨大なタワーの頂上に集める仕組み。鏡はコンピューター制御で動かし、太陽の向きを追いかける。

もう1つの方式は太陽光発電。シリコンなどの半導体でつくった太陽電池パネルを使い、太陽の光を電力に直接変換する。

どちらの方式にも、それぞれ優れた点がある。たとえば太陽熱発電は、今のところ太陽光発電よりもエネルギーの変換効率が高い。ただし電力を市場に届けるためには、広い土地と長い送電網が必要だ。これに対して太陽光発電は、電力を必要とする場所の屋根に太陽電池パネルを設置すれば済む。

…(後略)…
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By A.S. on Sep 13, 2009
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