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Solar Chimney in Japanese

ソーラーチムニー

太陽熱発電
出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
ソーラー アップドラフト タワー

太陽熱発電(たいようねつはつでん)は、太陽光のエネルギーを熱として利用して発電する、太陽エネルギーの利用形態の1つである。導入費用は高くつくものの、昼間の電力需要ピークを緩和し、温室効果ガス排出量を削減できるなどの特徴を有する。

ソーラーチムニーの構造
ソーラーチムニーの構造
目次
• ソーラーチムニー
• 出典

ソーラーチムニー



‎ソーラーチムニー(solar chimney、Solar updraft tower)とは、空気が太陽光によって暖められることで上昇することを利用し、その際生じる風で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といえる。ただし大気の加熱による上昇を用いるため、風が吹かないということは無く、昼間に熱を蓄えておくことで夜間の発電も可能である。
その構造は、端的に言えば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、そこで空気は太陽光によって暖められる。暖められた空気は膨張して軽くなるため、屋根に沿うかたちで上昇して行き、中央の煙突から上空に排出される。その過程で設置されたタービンを回転させ、発電が行われる。 そのため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。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。他の太陽光を利用した発電と同じく、燃料などが不要なため運転にかかるコストは低く抑えられるが、高い塔の建設などにより、導入コストは大きな額に上る。
ソーラーチムニーのプロトタイプは、1980年代初頭にスペインで建てられたものである。このソーラーチムニーは、およそ195メートルの高さと4万平方メートルを超える集光面積を持ち、最大50kW程の出力を得ていた。8年間発電を行い、1989年に閉鎖された。
ソーラーチムニーの計画
• ソーラータワー
オーストラリアでエンバイロミッション社(EnviroMission Ltd.)によって計画されている大型のソーラーチムニー。約100km² にわたる敷地に高さ1,000メートルのタワーで、200MWの発電能力を計画する[1]。

出典
1. ^ 高さ1000メートル、新型太陽熱発電所『ソーラータワー』 WIRED VISION、2005年2月25日付。


"http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%86%B1%E7%99%BA%E9%9B%BB" より作成

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高さ1000メートル、新型太陽熱発電所『ソーラータワー』
2005年2月25日
http://wiredvision.jp/archives/200502/2005022501.html
Stephen Leahy 2005年02月25日
 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。
[日本語版:長谷 睦/高森郁哉]

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%86%B1%E7%99%BA%E9%9B%BB#.E3.82.BD.E3.83.BC.E3.83.A9.E3.83.BC.E3.83.81.E3.83.A0.E3.83.8B.E3.83.BC

Solar Chimneys, Vortex, Energy Towers
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