勝手に「ソーラーチムニー研究所」 開設

 

ソーラーチムニーは「風の力」と「太陽の熱」と「空気の上昇気流」から生まれる

「自然エネルギー」を基に「発電」する「再生可能エネルギーユニット」である。

ここに勝手にソーラーチムニーのシステムを

「花と太陽と風の発電機」と名付ける。

革新的な新エネルギーとしてのソーラーチムニーを研究開発し

明日への自然エネルギーの可能性を世に問いたい。

 

花と太陽と風の発電機企画書
花と太陽と風の発電機企画書

ソーラーチムニー とは

   

ソーラーチムニー(solar chimney、Solar updraft tower)とは、太陽熱によって暖められた空気の上昇による気流の風力を利用し、タワー内のタービンを回して発電する発電方式である。「ソーラー上昇気流タワー」などとも呼ばれる。

発電の仕組みは、風力発電と類似のものである。大気の加熱による上昇気流を用いるため、蓄熱により夜間も含めた24時間の発電が可能である。

構造は、温室に煙突をつけたものである。中央部に向け少しずつ高くなっていく円形の温室をもち、内部の空気は太陽光によって暖められて膨張し、軽くなった空気が屋根に沿うかたちで上昇する際に中央の煙突から上空に排出される。この時の気流を煙突内のタービンが受けて回転し発電が行われる。

ソーラーチムニーの発電力は、太陽光の強さ、温室部分の大きさと煙突の高さによって決められる。上空ほど気圧が低いため有利であるが、太陽光の強さを一定とすると、より広大な土地とより高いタワーの建設がより効率的で大きな発電につながる。高層になるほどタワーの建設に費用がかかるが、他の方式と同じく燃料が不要なため運転にかかるコストは低く抑えられる。

<<ウィキペディアより引用>>

 

ソーラーチムニー のしくみ

   http://www.ctv.co.jp/hapiene/program/20101107/index.html

 

  

「自然のエネルギー(1)ソーラーチムニー」

 

自然の性質をうまく利用することで、私達の暮らしに役立つ技術を紹介します。


 

(1)
ダムを使った水力発電や風を使った風力発電は、

今ある自然のエネルギーから取り出したものです。
そこで今回はユニークな発想から電力を作り出す技術を紹介します。


(2)
実験で用意したのは煙突のようなもの。


(3)
煙突の途中には風車が取り付けています。


(4)
煙突の下には黒い紙が貼っています。


(5)
そして太陽のかわりに、照明の明かりを当ててみます。


(6)
しばらくすると風車が回り始めました。


(7)
この回転力を使ってタービンを回し発電させるというものです。
このシステムは “ソーラーチムニー” と呼ばれるものです。


(8)
チムニーとは煙突のこと。
黒い部分に太陽の明かりが当たると、

その上の空気が温められ、上昇気流が生まれます。


(9)
上昇気流は、煙突の中で勢いを増して上り、

タービンを勢いよく回転させるというわけです。
太陽光パネルを使ったシステムとは違いますが、

太陽エネルギーを間接的に利用した発電方法のひとつです。

ソーラーチムニー 画像

新型太陽熱発電所『ソーラータワー』

 

ソーラータワー

 

Wired Newsにおもしろい記事が載っていました。

高さ1000メートル、新型太陽熱発電所「ソーラータワー」

オーストラリアの内陸部で約100平方キロメートルの羊牧場が買収され、高さ1000メートルの塔を中心とした太陽熱発電所「ソーラータワー」を建造する計画が発表されました。現時点で世界一高い建造物、カナダの「CNタワー」の2倍近い高さの塔が出現することになります。

ソーラータワーの内部は、煙突のように中空になっていて、基盤部分には透明な太陽光集光装置が約100平方キロメートルにわたり円形に広がります。集光装置の下の空気は太陽熱により暖められ、対流の原理――暖かい空気は上昇する――によって煙突状になった塔の中を上っていきます。上昇する際に、暖まった空気は秒速約15.6メートルまで加速し、塔の内部にある32基の風力タービンを回す――こうして、従来型の風力発電施設と同じように、タービンが電気を生み出す仕組み。この巨大プロジェクトが開始されるのは早くても2006年になるそうです。

エネルギー問題はどこの国も抱える深刻な問題。あと1世紀もたたないうちに枯渇する恐れのある化石燃料に代わる燃料があるか世界中で研究が進んでいます。原子力はやはり廃棄物問題や核開発につながり危険であることに変わりありません。現在、エネルギー開発最前線は、太陽光と水素の2大リニューアブル(持続的利用可能)エネルギーが注目を浴びています。京都議定書のCo2削減目標もあり、国家間の熾烈な開発競争に進むかもしれません。いずれにせよ、安全・安心・クリーンなエネルギーが一刻も早く開発されることを祈ります。

 

どんなモノ?

 

このソーラータワー建造計画を進めているのはオーストラリアのエンバイロミッション社です。またオーストラリア政府もこの計画を主要促進プロジェクトに認定しました。タワーの高さはなんと1000m。その仕組みは、直径7kmの温室のような構造の太陽光集光装置で内部の空気と太陽電池を加熱します。65℃まで加熱した空気は中心部へ流れていき、約時速56kmまで加速し、空洞になっているタワー内部を上昇していきます。暖められた空気は上昇するという性質があるからです。そして空気は上昇中に32基の風力タービンを回し、電力を生み出します。ソーラータワーの発電能力は太陽光集光装置の面積が広いほど、またタワー部分が高くなるほど増加します。さらに集光装置である温室が広ければ、中に化石燃料や地熱による発電装置を入れ、その排熱でソーラータワーの発電能力を増強するということも可能かもしれません。

 

利点と問題点

 

 もちろん最大の利点は動力が太陽熱であり、温室効果ガスを排出しないことです。そうして200メガワットの電力を生み出せば、タワー1基で推定年間83万tの二酸化炭素を削減できます。また風力タービンで発電するといっても、太陽熱で風を起こすので、自然の風の強弱は関係ありません。太陽熱で太陽電池は種類によっては60℃から80℃にまで熱くなります。この熱を利用することで夜間も発電でき、24時間稼動できます。さらに気温が高くなるほどタワーの発電量は高くなります。つまり気温上昇で空調の電力消費量が高まるのに合わせてタワーの発電量も高くなるということです。さらにソーラータワーは観光資源になる可能性もあります。

 一方、最大の問題点は建造費です。タワー1基円換算で推定570億円から855億円といわれています。日本の原子力発電所建造費が1基3000億円だったことを考えれば、高くないように思えます。しかし1キロワット当りの建造費は原発約27万円~31万円、火力発電所(石油)19万円に対し、ソーラータワーは28.5万円から42.75万円と割高です。しかし水力の60万円よりは安いです。また建造費削減の研究も進んでいます。ちなみにソーラータワーは太陽光集光装置の面積が広いほど出力は高くなります。逆に言うと、太陽光集光装置の面積が広くなければ、話しになりません。つまり、必然的に広大な用地が必要ということです。よって現在、日本ではソーラータワー建造は断念されています。

 

進行状況と建造背景

 

 まず建造予定地としてオーストラリア内陸部にある約100平方kmの羊牧場が約100万ドルで買収されました。また中国にもタワー数基を建造する計画があり、中国の企業と合弁契約が結ばれました。実際の建造は契約相手の中国企業が行うことになっているようです。

 オーストラリア政府がタワー建造を後押ししているのは、石油価格高騰や将来の枯渇を危惧しているためです。また2007年末に政権を奪取したラッド首相が京都議定書批准を表明しているので、今後は二酸化炭素削減対策としても重視されるようになるでしょう。

 ちなみにソーラータワー建造計画はこれが初めてではありません。スペインのマンサナレスにはドイツの企業が建造した高さ195m、集光面積4万平方m以上、出力50キロワットのタワーがあり、実際に1981~1989年に稼動していました。

 

高さ1000メートル、新型太陽熱発電所『ソーラータワー』

 

 オーストラリアの内陸部で、約100平方キロメートルの羊牧場が、グリーンエネルギーの新しい形を追求する試みのために買収された。牧場と言っても、堆肥を燃料にするのではない。高さ1000メートルの塔を中心とした太陽熱発電所、『ソーラータワー』を建造するのだ。

 数年前に構想が発表されていたソーラータワー(日本語版記事)は、世界でもとりわけ野心的な代替エネルギー・プロジェクトのうちに数えられる――このリニューアブル(持続的利用可能)エネルギー発電所は、小型原子炉並みの電力供給能力を持ちながら、完全に安全だという。建造されたあかつきには、現時点で世界一高い建造物、カナダの『CNタワー』の2倍近い高さの塔が出現することになる(イメージ映像、クイックタイム・ムービー)。

 ソーラータワーの内部は、煙突のように中空になっている。基盤部分には、透明な太陽光集光装置が約100平方キロメートルにわたり円形に広がる。集光装置の下の空気は太陽熱により暖められ、対流の原理――暖かい空気は上昇する――によって煙突状になった塔の中を上っていく。上昇する際に、暖まった空気は秒速約15.6メートルまで加速し、塔の内部にある32基の風力タービンを回す――こうして、従来型の風力発電施設と同じように、タービンが電気を生み出す。

 しかし、ソーラータワーには、風力発電所や太陽光発電装置にはない大きな利点がある。風がなくても運転可能なうえ、24時間稼働するのだ。エネルギーの貯蔵用に太陽電池が用意されており、日中に熱を蓄えることで、タワーは途切れることなく、常時発電できる。

 当初の計画では今年中に稼働する予定だったが、この事業を推進するオーストラリアのエンバイロミッション社(本社メルボルン)のロジャー・デイビー会長によると、この巨大プロジェクトの建設が開始されるのは早くても2006年になるだろうという。

 だが、今回の農場の購入は、デイビー会長によると、プロジェクトの建設に向けた「非常に大きな一歩」だという。この農場はニューサウスウェールズ州のミルデューラ近郊にあり、購入額は約100万ドルだった。

 現時点では、ソーラータワー実現に向けての最大の障害は建造費で、推計で5億ドルから7億5000万ドルにのぼるとされている。デイビー会長は、プロジェクトの最終的な総費用を明らかにしなかったが、建造費を抑え効率を高める2つの技術革新を検討中だと述べている。

 「これによって、当プロジェクトのビジネスモデルは一変する」とデイビー会長。

 また、今はこうしたプロジェクトにとっては絶好のタイミングと言える。原油価格が1バレル50ドルを超えるなか、多くの国が安価で温室効果ガス排出量の削減につながるエネルギー源を探している(日本語版記事)からだ。

 「今はまたとないチャンスだ。世界は本格的なリニューアブル・エネルギーの供給源を求めている」とデイビー会長は意気込む。

 ソーラータワーの推定発電量は200メガワットで、20万世帯分の電気を供給するのに十分な量だ。これだけの発電量があれば、温室効果ガスの大気放出量を年間83万トン削減できることになる。

 フロリダ大学のS・A・シェリフ教授(機械・航空宇宙工学)も「ソーラーチムニー(タワー)は、最近になって研究者の間で注目を集めるようになってきた」と語る。同教授は、1990年代初頭にこの技術に関して何本か論文を書いているほか、『ソーラー・エナジー』誌のテクニカル・エディターでもある。

 建造費用は高くつくものの、こうしたソーラータワーは「本質的に、エネルギーを生み出すのに費用がかからない」とシェリフ教授は説明する。さらに、この技術の実用性はすでに実証されている。ドイツの設計会社、シュライヒ・ベルゲルマン・ウント・パルトナー(SBP)社の構造技術者が1981年、スペインのマンサナレスで高さ194メートルのソーラータワーを建造しているのだ。このタワーの発電量は50キロワットで、7年にわたって稼働した。だが、1980年代半ばの原油価格は1バレル15ドルほどだったため、より大きなタワーを建造するメリットはほとんどなかった、とシェリフ教授は述べる。

 そして、ソーラータワーの場合、サイズは非常に重要だ。「タワーが高ければ高いほど、効率がよくなる」とシェリフ教授。

 オーストラリアのソーラータワー・プロジェクトには象徴的な意味合いも込められているものの、投資の見返りが得られるまで10年かそれ以上かかる可能性があると聞いて、民間の投資家は二の足を踏むかもしれない。シェリフ教授も、「実現には、ある程度は政府からの援助が必要になるだろう」と述べる。

 先行投資という点では、原子力エネルギーも同じだった――原子力は太陽エネルギーより複雑で、危険な技術だ。それでも、米国政府は莫大な予算をつぎ込んで、原子からエネルギーを取り出す新たな発電所を創出した。だが、シェリフ教授に言わせると、これはそれほど賢明な投資ではなかった。

 「原子力発電所から得るエネルギーは、今でも非常にコストがかかるうえ、核廃棄物の問題は非常に大きい」とシェリフ教授。

 今になって原子力への関心は再び高まっているものの、世界のウランの供給量は限られている。これに対して太陽のエネルギーは無尽蔵だと、シェリフ教授は指摘する。

 エンバイロミッション社のデイビー会長によると、同社は中国のある会社と合弁契約を結び、この契約相手が中国にソーラータワーを数基建造する予定だという。「中国は今後、エネルギー需要が急増すると見込まれており、リニューアブル・エネルギー利用率の目標値も設定している(日本語版記事)」

 さらに、他の地域――南アジア、中近東、そして米国の南西部――も日照量が多く、発電塔の設置に非常に適した場所だとデイビー会長は述べている。

 全米太陽エネルギー協会(ASES)のエグゼクティブ・ディレクター、ブラッド・コリンズ氏によると、太陽光発電はちょうど導入に向けた転換期にあり、とくに電力会社の発電所規模への応用では進展が著しいという。「[米国]西部諸州の知事は、近い将来、1000メガワットを太陽光によって発電したいとの意思を表明している」とコリンズ氏。

 「ソーラータワーは電力会社にとって好都合だ。なぜなら、365日24時間稼働するうえ、あらゆる場所のエアコンがフル稼働する、一日の中でも一番暑い時間帯に発電量が最大になるからだ」

 しかし、とくに長期的に考えれば、数々のメリットがあるにもかかわらず、発電塔が米国内に建造される可能性は低い。連邦政府は新しいエネルギーとしてはもっぱら水素のみに期待をかけており(日本語版記事)、その一方で化石燃料の過剰開発を継続していると、コリンズ氏は指摘する。「これからそう遠くないうちに、石油をエネルギー源とプラスチック、肥料のうちどれに振り分けるのか、選択を迫られる日が来るはずだ」

 一方で、コリンズ氏は、オーストラリアでソーラータワーの建造計画が実行されるのは重要なことであり、「政策立案者や投資家に、あのようなものを見せて実地に確かめてもらえれば、それにまさるものはない」と語った。

http://kochi53.blog.ocn.ne.jp/blog/2010/08/post_e5d5.html

 

勝手創千界への

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2013年

6月

09日

勝手創千界から世界へ

この世界が持つ多くの問題への解決は待っていては果たせない

より良き社会を目指して我が「勝手自由なる提案」を創り上げていく

そして「勝手創千界」の描く世界から解決に向けての一歩を踏み出す

10 コメント

2013年

1月

01日

勝手にエネルギー論を構築する

人類の行く末は「エネルギー」を如何に獲得していくかである。

日本の社会も経済も「エネルギー問題」の解決抜きには語れない。

6 コメント

2012年

10月

02日

新しいエネルギー開発に向けて

「水危機」と「エネルギー危機」が目前に迫っている。この二つの「危機」だけでも「人類の生存基盤」の危機である。 一刻も早く、地球と人類にとって安全・安心な「自然エネルギー」「再生可能エネルギー」の開発が求められている。

10年、100年先の「危機管理」として、今から行動しなければ遅いことは明白だ。

「消費社会」から「循環社会」「持続可能社会」「自然共生社会」「エネルギー自立社会」へ向けての「意識改革」と「構造改革」が重要である。

7 コメント

2012年

7月

08日

新しい日本改造に向けて

国の言う「国民のための判断」が本当でないことが明らかにされているいま

国民の持つ価値観として、何が大事で何が大事でないかという判断や、ものごとの優先順位づけ、ものごとの重み付けの体系の価値判断から、3.11震災を契機にした「新しい価値観」と「国民全体の幸福度」についての「提言」が、いまこそ日本に必要である。

10 コメント

2012年

6月

04日

勝手に発想法を研究する

差し迫る「少子高齢化の縮小社会への突入」「産業の空洞化」「エネルギー問題」「雇用問題」「財政問題」等々・・・日本社会が抱える問題は多岐に渡るが、政治や行政や官僚に「問題解決能力」の欠如が著しい。

さらに日本の技術を支える産業界や学界の「研究開発機関」においても「劣化」が進んでいる。

今こそ「フロンティア精神」と「新しい発想」が連動して「革新的なイノベーション技術」を生み出していくことが必要だ。

6 コメント

2012年

5月

01日

自然エネルギーと共に生きる

日本の自立と未来を切り開くためには、日本の国土に適合した再生可能エネルギーの社会が必要であり、最先端の日本技術を結集して「世界に誇れる日本」を創っていかなければならない。

15 コメント

2012年

4月

07日

勝手創千界から「尊敬される日本」へ

まず、現状のまま進行した100年後の日本の未来を想定し、その想定社会状況から、今必要な「方策」を考えてゆく視点が必要ではないかと思っています。新しい視点が必要です。

「勝手創千界」による「勝手な発想」が「脳内停止」状態の人々に「インパクト」を与えなくてはいけません。

13 コメント

2012年

3月

11日

3.11震災から海上都市計画へ

3.11震災を契機として、日本という国家のもつ様々な問題点が明らかにされ、新しい国家像が求められている。たぶんこのままでは、さらに日本の解体状況は進んでいくだろう。ラブーン海上都市計画がひとつの方向性を提示できればと思う。

8 コメント

2012年

2月

19日

勝手に復興計画 in 石巻を提案

3.11震災からの新しきまちづくりとして「勝手に復興計画 in 石巻」を発進いたします。

6 コメント

2011年

12月

31日

ホームページ開設

3.11震災以降、如何にすれば「津波につよいまち」が可能なのか?考えてきました。

その「ひとつの答え」を提示できればと思います。実現に向けて多くの人の意見を求めています。

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