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2010年5月

二酸化炭素と水からメタノール

2010年05月02日

毎日新聞サイト大分版の5月1日記事「二酸化炭素と水からメタノール モデルは植物の光合成 /大分」から。

地球温暖化の原因となっている二酸化炭素(温室効果ガス)をいかにして減らすか。「二酸化炭素を減らしながら、燃料(メタノール)も作り、太陽光発電とも組み合わせる」という研究に取り組んでいるのが、大分大工学部の天尾豊准教授(41)だ。
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二酸化炭素排出の大きな要因となっている自動車。ガソリンの代替燃料の一つがメタノールだが、メタノールを燃やしても二酸化炭素と水が出る。天尾准教授はその逆を考えた。「二酸化炭素と水からメタノールが作れないか」

モデルとなったのは植物の光合成だ。植物は二酸化炭素と水から、葉に光があたることによって、ブドウ糖と酸素を作っている。ブドウ糖をメタノールに置き換えようと考えた。

「植物の仕組みは複雑で良くできている。そう簡単にいかなかった」と天尾准教授。植物は光合成を行うとき、酵素(触媒)の助けを借りている。5年前、炭酸水に光をあて、酵素を使ってメタノールをつくることには成功した。しかし、酵素入りの炭酸水を毎回入れ替える必要があり効率が悪かった。

天尾准教授は、酵素を人工的に板に固定し、光をあて、板の上を二酸化炭素と水が通過するとメタノールができる仕組みを今年2月、完成させた。さらに今、太陽光発電で出る電子をメタノール製造に使い、メタノール製造と太陽光発電を組み合わせる研究に取り組んでいる。

この研究が実現すれば将来、二酸化炭素からできたメタノールと、太陽光発電で走る車ができるかもしれない。

「人工物の機能には限りがある。生物の機能と光で二酸化炭素を減らすことができれば」と天尾准教授。温室効果ガスを20年までに90年比で25%削減しなければならない日本。この研究が起爆剤となるか。(C)毎日新聞

大分大のこの研究は実にユニークだ。二酸化炭素と水からメタノールを作ってしまうのだ。モデルは植物の光合成で、光合成と似た仕組みでメタノールを作る。適切な触媒を探すのが大変だったと想像できる。最終的には、触媒を板に固定し、光を照射しながら二酸化炭素と水を板の上を通すと、メタノールが生成される、という仕組みだ。

この仕組みが工業化されれば、二酸化炭素削減に大きな効果がある。メタノールを燃焼させると二酸化炭素と水が発生するが、もしメタノールが化石燃料由来ではなく植物由来の場合は、この二酸化炭素は温暖化ガスのカウント外になっていた。しかし燃やせば由来がどうあっても二酸化炭素は出るものは出る。なので、空気中の二酸化炭素でメタノールを生成できれば、二酸化炭素は収支ゼロとなるのだ。実にすばらしい研究だ。

この研究はいまはさらに次の段階となり、太陽光発電の電子をこのメタノール製造に使う研究とのことだ。

今後の車は電気自動車と言われている。しかしそのエネルギー源の電力の確保のために原子力発電に頼ることになれば何のためのエコカーかわからない。今回記事のメタノール製造方法によるメタノールによるメタノール車なら、本当のエコが実現できる。電気自動車ばかりに目を向ける必要はなく、本質的に何がエコなのかを充分に考える必要がある。

住宅用の太陽光発電の市場調査

2010年05月04日

このブログでは富士経済という調査会社の太陽光発電関連の調査レポートについて数回書いた。前回は2月2日の「2020年の太陽光発電の設備容量の予測」だった。今日の話題もその富士経済のレポートだ。朝日新聞サイトの4月26日付け住宅新報社記事「富士経済が予測 2013年の太陽光発電システム市場金額 2009年比138%増に」から。

富士経済はこのほど、住宅設備・建材の国内市場調査結果を発表した。それによると、2009年の住宅用太陽光発電システム市場は10万9000件(前年比113.7%増)・1416億円(同112.9%増)だった。2013年には、26万8500件(09年比146.3%増)・3382億円(同 138.8%増)規模になると予測する。

2009年1月から太陽光発電システム設置について国が補助を始め、11月からは太陽光発電による電力を以前の2倍程度で電力会社が買い取る制度が実施され、飛躍的に伸びた。

富士経済では、「今後も市場は拡大するが、メーカー間の競争激化による低価格化から金額ベースの伸びは数量ベースの伸びほど期待できない。また補助金制度が打ち切られるとその伸びは更に鈍化する可能性がある」と分析している。(C)住宅新報社、朝日新聞社

住宅用太陽光発電システム市場は、2009年においては件数ベースで前年比114%、金額ベースで前年比113%増だった、とのことだ。件数も金額も前年比がほぼ同じ増分というのは面白い。そして2013年には、2009年度比で件数146%増、金額139%増、という予測が出た。今度は件数のほうが金額より増分が多い。これは、価格の下落により金額ベースでは増分が落ちるためだろう。

住宅用太陽光発電システム市場は金額ベースで考えたとき、2009年から4年後の2013年に2009年比で139%増える。これを元に計算すると、住宅用太陽光発電システム市場は毎年、金額ベースで約8.5%伸びる、ということになる。思ったより伸びは少ないようにも思う。

富士経済の分析も私とだいたい同じような結論だが、太陽光発電の設置補助金が中止となると伸びはさらに鈍る、という分析は実現しては困る。政治の責任で設置補助金は続けるべきだ。

水田の太陽光発電

2010年05月06日

今日の話題は農業に太陽光発電を利用する話だ。毎日新聞宮城版サイトの5月2日記事「ソーラー発電装置:登米の田んぼに千葉さん、地下水くみ上げ /宮城」から一部を引用する。

大崎市田尻の有機米栽培農家、千葉孝志さん(61)は、登米市米山町にある所有田1・2ヘクタールに地下水をくみ上げる動力源として太陽光(ソーラー)発電装置を設置し、20日からの田植え時から稼働させる。地球温暖化防止のため農業現場での化石燃料の使用をできるだけ抑えるのが目的。
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千葉さんは米山町の所有田で11月下旬から、冬も水を張り水鳥との共生を図る「ふゆみずたんぼ」を実施する計画を立てている。同時に、一冬で600リットル前後の軽油を費消する動力機での揚水をやめるのを目的に太陽光発電を導入した。千葉さんは十数年にわたり環境保全型農業を営んでおり、「個別農家も地球環境を守る視点を持つ必要がある」との発想からだ。

装置は出力1・5キロワットのソーラーパネル、蓄電池、モーター、エアコンプレッサーなどで構成。エアコンプレッサーの圧力を使って掘り抜いた地下水をくみ上げる。稼働テストでは一晩で広い水田に満々と水を張る能力を実証した。

装置一式の費用は120万円だが、千葉さんの理念に共鳴したソーラーシステム会社や、千葉さんの有機米を扱う「大地を守る会」(本部・東京都)などの機材提供や資金協力で比較的円滑に導入にこぎつけた。11月のふゆみずたんぼの実施を待たず、田植え時に本稼働させる予定だ。(C)毎日新聞

宮城県登米市の1.2ヘクタールの水田に太陽光発電設備が設置された。水田に太陽光発電設備を導入する事例は全国では数例で、東北地方は初めての事例とのこと。

この太陽光発電による電力の使用目的は地下水の汲み上げだ。太陽光発電の出力は1.5キロワットで、蓄電池も装備する。他に水の汲み上げ用のモーター、コンプレッサーなどの機器も装備している。

出力1.5キロワットはそれほど大きな規模ではないが、稼動テストでは一晩で水田に水を張ることができたそうなので、このような単一の目的には充分な出力なのだろう。また天候により揚水能力が変化しては困るので、このシステムには蓄電池は必須だ。

この水田の太陽光発電システムは田植え時から本格稼動するそうなので、もうすぐの稼動だろう。なおこの水田は11月からは「ふゆみずたんぼ」となるそうだ。この「ふゆみずたんぼ」は冬も水を張り鳥との共生を図る水田だ。いままでこの水田は一冬で水の汲み上げに600リットルの軽油を使用していたがこの太陽光発電でそれが不要になる。「ふゆみずたんぼ」という概念は初めて知ったが、鳥と人間の共生には良いアイデアと思う。

新しい潮力発電の装置

2010年05月09日

このブログはブログタイトルのとおり太陽光発電のニュース提供が主だが、自然エネルギー関連もときどき話題にしている。1月7日記事「再生可能エネルギー発電施設を海底ケーブルで結ぶ」ではほんの数行だが潮力発電を話題にした。今日はその潮力発電の話題だ。CNNサイト5月7日記事”「海中の凧」発電、4年以内の実用化目指す スウェーデン”から一部を引用する。

海底につないだ凧のようなタービンで海流のエネルギーをとらえ、発電に利用する技術の開発に、スウェーデンの企業が取り組んでいる。来年にも試作品のテストを実施し、4年以内に実用化する計画だという。

同国の新興企業、ミネスト社が開発を進めているのは、「Deep Green(ディープグリーン)」と名付けられた装置。約12メートルの羽に約1メートルのタービンを取り付け、海底に100メートルほどのケーブルで固定する。かじで羽の向きを変えることができ、従来の潮力発電装置に比べて小さいのが特徴だ。同社によると、実際の海流の速さの10倍に相当するエネルギーをとらえることができる。発電容量は500キロワットになるという。

同社のテッド・ローゼンダール最高技術責任者(CTO)は、「海流の遅い場所やより深い場所など、これまで潮力発電ができなかった海の利用が可能になる」と強調する。
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専門家らによると、潮力発電には、水力発電のようなダムを設ける方式と、風力発電の風車と同じようにタービンを回す方式があり、ディープグリーンは後者にあたる。どちらも設備に費用がかかるが、海水の流れは風などに比べて安定しているため、有力な代替エネルギー源として期待されている。(C)CNN

この記事によれば、潮力発電には2つのタイプがある。一つは水力発電のように海中にダムを設ける方式と、風力発電のようにタービンを回す方式だ。前回のブログに書いた潮力発電は潮位差が5~10mの海岸に設置され出力が巨大なものなので、恐らく前者のタイプだろう。今日の引用記事の話題の中心は後者のタイプで、極めて能率の高い装置だ。画像がないのでイメージがわかないが、海中の凧の帆にタービンを取り付けたような形状だろうか。海流の速さの10倍に相当するエネルギーを捕らえることができる、とのことだ。12メートルの羽(帆?)に1メートルのタービンを取り付けた装置の出力が500キロワットなので、高性能であることがわかる。もし出力500キロワットを太陽光発電で得ようとすると約60メートル四方の面積が必要になるが、今日の潮力発電では12メートル四方で良いのだ。もちろん地上と海中を同一には比較できないが、この装置の能力の高さがわかる。

この装置は海流が遅くても発電が可能なので適応範囲は大変ひろい。また海中の潮の流れは風に比べて安定しているのでその点も風力発電より有利だ。この潮力発電の新しい装置の将来が期待できる。

レンゴー新工場の太陽光発電

2010年05月11日

企業の工場の屋根に設置された大規模な太陽光発電設備の話題だ。毎日新聞サイト5月10日記事「レンゴー:太陽光発電で工場を稼働」から一部を引用する。

レンゴーは10日、好天時に昼間の使用電力すべてを太陽光発電で賄える福島矢吹工場(福島県矢吹町)を稼働した。同社は07年、新京都事業所(京都府長岡京市)で太陽光発電を取り入れたが、工場全体に供給する規模は初めてで、全国的にも珍しいといい、環境への取り組みをアピールする狙いだ。

新工場は各種段ボールを製造しており、郡山工場(同県郡山市)を移転して、115億円をかけて建設した。屋上や敷地内にシャープ製太陽電池パネル計8532枚を配置した。年間約145万キロワット時の発電が可能で、約400世帯分の消費電力に匹敵する。また年間約640トンの二酸化炭素排出量を削減できるという。雪や雨、曇りの時には従来通り電力会社の電気を使用するが、休日には余った電力を売るという。(C)毎日新聞

その工場は、ダンボール製造で著名なレンゴーの福島県新工場だ。規模は、シャープ製の太陽光パネルを8,532枚も工場屋根に敷き詰めた、とのこと。年間発電量は約145万キロワット時と、大規模だ。この記事に出力は明記されていないが、レンゴーのニュースリリースページによると、この太陽光発電システムの出力は1,535キロワットだ。ひとつの工場でメガソーラーを設置する時代になったのだ。そしてこの太陽光発電の電力のみで、工場のすべての電力を賄えるそうだ。

ちなみにこのホームページによると、太陽光パネルは多結晶型だ。多結晶型は単結晶型よりは若干能率が低いが、この広い面積に設置するので発電の能率は問題ではないのだろう。出力1,535キロワットを太陽光パネルの枚数8,532枚で割ると、パネル1枚当たりの出力は約0.18キロワットだ。パネルの大きさにもよるので一概には言えないが単結晶型では0.2キロワット程度なので、多結晶型は若干低い。

またそのレンゴーのホームページには、工場屋根の太陽光パネルの画像も掲載されている。それを見ると、太陽光パネルは傾斜を付けずに設置されていた。南に向かって傾斜を付けたほうが発電量は多くなるが、設置面積が広いので発電量の問題よりもその傾斜を付ける工費の削減を優先したと想像される。ただ、福島県は積雪があるはずなので、傾斜を付けたほうが積雪時には有利と思うが。融雪装置でも付いているだろうか、それとも設置場所の福島県矢吹町はほとんど積雪の無い町なのだろうか。

最後に関係のない話。このレンゴーのニュースリリースページのタイトルは、検索エンジンを意識してキーワードを多数ちりばめている。最近はこのようなタイトルのサイトは減っているので、大メーカーサイトでお目にかかるとは思わなかった。(このようなタイトルは最近は検索エンジンからマイナスの評価を食らうようだ。)

つくば市のEVカーシェアリング実験

2010年05月14日

このブログの1月20日記事「伊藤忠とつくば市の電気自動車関連実証実験」の続編だ。5月13日付けの読売新聞サイト茨城版記事「電気自動車普及へ検証 つくばで17日から開始」から一部を引用する。

伊藤忠商事とマツダやファミリーマートなど協力企業15社は12日、つくば市と共同で「クリーンエネルギーを活用した低炭素交通社会システムの実証プロジェクト」を17日から開始すると発表した。市内2か所に拠点を設け、太陽光発電で得た電力で電気自動車(EV)を走らせるとともに、カーシェアリング(自動車の共同使用)も推進し、EVの普及を目指す。

拠点となるのは、ファミリーマートつくば研究学園店(つくば市研究学園)とガソリンスタンド「エネクス学園東大通りCS店」(同市妻木)で、それぞれ太陽光発電、定置用蓄電池、急速充電器を設置する。

EVは、マツダ「デミオ」に米国製リチウムイオン電池を搭載するなど改造した3台を、市の公用車、コンビニ店の営業車、市民や出張者向けのカーシェアリングとして利用する。土日曜日は公用車をカーシェアリング用に提供する。

カーシェアリングは会員制で、非接触型ICカードを使って急速充電器を利用する際の認証や課金を行う。料金は15分ごとに日中200円、夜間100円で、充電は1回200円。充電器は約25分で約100キロ走行できる電力を供給できる。

実証期間は3年で、リチウムイオン電池の劣化の分析や同電池の2次利用の可能性、カーシェアリングのシステムの検証などを行う。
...(C)読売新聞

このプロジェクトは前回ブログ記事によれば3月開始とのことだったが、少し遅れて今月17日から開始、とのことだ。前回ブログの時点ではなかったが、このプロジェクト、グリーンクロスオーバープロジェクトのホームページが開設されていた。このプロジェクトの内容については前回ブログの時点から変更は無い。概要については、トピックスページの下のほうにある動画が大変わかりやすい。

現時点では充電ステーションは2箇所。太陽光発電設備と充電器は設置済みだ。動画では充電ステーションはもっとあったので、今後どんどん追加設置されるだろう。

残念なことにこのサイトを探したが、料金についての記述を見つけることができなかった。カーシェアリングシステムの料金については今回の引用記事に書いてあり、次のとおりだ。
(1)日中\200/15分、夜間\100/15分
(2)充電\200/回
なお急速充電は、約25分で約100キロ走行分の電力を充電できる。

ひとつ興味深いことがある。それは、今回の電気自動車(EV)の提供は、EV技術が遅れていると言われているマツダということだ。ベース車はデミオで、それに米国製リチウムイオン電池を搭載、とのことだ。リチウムイオン電池は性能・価格とも日本製がベストと思うが米国製ということは、マツダはEV技術を米国自動車メーカーから導入している、ということだろうか。

 
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