カテゴリー別アーカイブ: 太陽を利用した発電の仕組み

太陽熱発電のメリットとは?

田中君

「先生、太陽光発電はよく聞きますけど、太陽熱発電はあまり聞いたことがないのです・・・」

先生

「そうですね、太陽エネルギーの活用といえば、太陽光発電のほうが有名ですからね。」

佐藤さん

「それは太陽熱は太陽光よりも長所が少ないということでしょうか?」

先生

「いいえ、佐藤さん。太陽熱発電は太陽光発電よりもメリットは多いのですよ。」

佐藤さん

「・・・先生、それはどういうことですか?」

先生

「そもそも太陽エネルギーを利用することの長所は、エネルギーが無尽蔵であることと、二酸化炭素を出さないということです。これは太陽光も太陽熱でも変わりません。」

先生

「でも、太陽熱発電は更に太陽光発電よりも導入費用が安いほか蓄熱により24時間の発電が可能といった長所を備えているのです。」

伊藤君

「先生、それならば、太陽光よりも太陽熱のほうを推進したほうが良くないですか?」

先生

「いいえ、確かに太陽光発電よりもメリットの多い太陽熱発電ですが、残念なことに日本では地形の問題で不向きといわれているのです。」

先生

「それに・・・」

佐藤さん

「先生、どうしたのですか・・?」

先生

「・・・まあ、大人の世界にはいろいろあるということです。みんなも、大人になればきっとわかると思いますよ。」

 

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太陽エネルギーのメリット

太陽エネルギーを活用するメリットは主に次の二つです。
これは太陽光発電及び太陽熱発電に共通したメリットです。

  • 資源が無尽蔵
  • 二酸化炭素など温室効果ガスを排出しない

資源が無尽蔵

太陽エネルギーを活用する最大のメリットは、エネルギー源がほぼ無限であるということです。
例えば、火力発電ではそのエネルギー源となる石油などの資源はこのままの調子で行けばあと数十年後には確実に枯渇するといわれています。
しかし、太陽エネルギーを利用した発電の場合、エネルギー源が太陽であるため、枯渇の心配がなくほぼ無尽蔵に半永久的に使えるのです。
もっとも、その太陽も数十億年後には消滅するとわれていますので、厳密には永遠ではないのですが、そもそも太陽が燃え尽きるまで人類の歴史そのものが続いているのかのほうが疑問であるので、あまり気にする必要はありません。

二酸化炭素など温室効果ガスを排出しない

太陽エネルギーを活用するも一つのメリットは、燃料を用いないため二酸化炭素などの温室効果ガスを排出しないことです。
現在、地球温暖化が問題となっており、その原因となっている温室効果ガスの削減が求められていますが、太陽エネルギーによる発電は地球温暖化対策の切り札としても期待されています。

太陽熱発電のメリットとは

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実を言えば、太陽熱発電は太陽光発電よりもメリットが多いのが特徴です。
太陽熱発電特有のメリットとしては次のようなものがあります。

  • 太陽光発電に比べて高コストな太陽電池を使う必要がない
  • 太陽光発電の太陽電池より太陽熱発電の反射鏡のほうが製造・保守の面で有利
  • 蓄熱により発電量の変動を抑えることが可能で夜間でも稼働できる
  • 火力発電との共用が可能
  • 大型・高電圧の交流発電機が使用可能なので系統電力の送電網に乗せることにも都合が良い

特に太陽光発電のエネルギー効率が最高でも20%程度なのに対し、太陽熱発電は40〜60%とエネルギー効率が良く、さらに太陽光発電の抱える欠点をある程度改善しています。

何故、太陽熱発電ではだめなのか?

このように太陽光発電に比べて、メリットの多い太陽熱発電ですが、残念ながら日本では太陽光発電ほど積極的に推進されていません。
その理由としては、太陽熱発電には次のようなデメリットが存在するからです。

  • 広い土地が必要
  • 雨期は発電効率が良くない
  • 発電に向いている地域が限られる

地熱発電は雨期は極端に発電効率が悪くなり、また夏至と冬至の昼間の時間の差が長い地域では、効率よく発電ができないと言われています。
さらに太陽熱発電を建設するには広い平坦な土地が求められます。
このため、山地が多く、しかも雨も多い日本においては適さないと考えられているのです。
また、純粋な理由ではなく、太陽熱発電は太陽光発電ほど巨額の利権を生み出さないという事も国(というよりも政治家)が太陽熱発電の導入に積極的ではないという側面もあるようです。
もっとも、近年、太陽熱発電のメリットは日本でも再評価される動きが出ており、一部の研究機関や電力会社では試験的な導入も行っているようです。

太陽から電気を作るには?

伊藤君

「先生、そもそもどうやって太陽から電気をつっくているの?」

先生

「伊藤君、それは実に良い質問ですね。」

先生

「今、伊藤君がとても良い質問をしてくれたので、これから太陽と電気の関係についてお話ししましょう。」

3人

「ハーイ!!」

先生

「まず答えから先に言うと、太陽から電気を作る方法は二つあります。」

先生

「一つは、太陽の光を利用して電気を作る方法、これを太陽光発電といいます。」

先生

「そしてもう一つは、太陽の熱を利用して電気を作る方法、こちらは太陽熱発電といいます。」

先生

「要するに私たちは太陽の光と熱を使って電気を作り出しているのです。」


驚くべき太陽エネルギーの力

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絶えず核融合を起こしている太陽は、そのエネルギーをあらゆる方向に飛ばしています。
地球に届くエネルギーはその僅か22億分の1に過ぎませんが、それでもわずか1時間分のエネルギーは世界の年間エネルギー量に匹敵する莫大なものです。」
私達はこの莫大な太陽エネルギーのうち、光と熱を使って電気を作り出しています。

太陽光発電とは?

太陽光発電は、半導体材料の表面に太陽光を当てた時に生じる光電効果(=光を電気に変えること)を利用する「太陽電池」により、太陽の光エネルギーを直接電気に変換する発電方式です。
太陽光発電は、化石燃料は使わず、発電のためのエネルギー源は太陽の光エネルギーなので、事実上「無尽蔵」です。
これが火力発電など他の発電方式との大きな違いとなります。

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太陽熱発電とは?

太陽熱発電は、太陽光から熱エネルギーを集めて熱交換器で蒸気を発生させてタービンを回し、発電機から電気を作り出します。
この仕組みは水蒸気を発生をさせる方法が太陽熱であることを除けば、火力発電や原子力発電など従来の発電方式と全く同じです。
つまり、太陽熱発電は従来の発電技術をそのまま太陽エネルギーにあてはめたものです。

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