片付けがはかどり、貴方の人生の夜明け前になるような、お手伝いなりますように。で、さらにリサイクル・エコについての解説を致しますよ。
片付けがはかどる方法
太陽”熱”発電を片付ける
2018-09-15-Sat  CATEGORY: リサイクル&エコ
片付けがはかどる方法の管理人です
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太陽光で発電する技術は、
太陽電池だけではないです。

熱で蒸気をつくり、発電機のタービンを回す
”太陽熱発電”も実用化されています。
聞いた事無いでしょ♪

地球温暖化対策の一環として、
日本でも研究が進められているのですよ。


アフリカのサハラ砂漠に、
ぎらぎらと太陽光を反射する鏡が
450Haに50万個も並んでいます。

太陽熱を利用して発電する、太陽熱発電所です。
発電所の名は”ヌール”
アラビア語で”光”を意味しています。

雨どいのように曲面状になった
反射鏡(集光ミラー)で、
反射光の焦点にある集熱管を温めるしくみです。

管の中には特殊な液体が流れており、
温度約400℃まで上がる、なんと。

その熱で水を温めて蒸気を発生させ、
タービンを回して発電。

出力は現在、計160,000kw。

世界銀行の気候投資基金によれば、
総事業費は約14億$。

計画が進めば、出力は約四倍の
計580,000kwで世界でも最大規模になります。

地球温暖化対策の国際ルール
”パリ協定”が発効し、
(どこぞの大統領が離脱表明したが、
恐らくムリだな)

温暖化の原因となる二酸化炭素(CO2)を
出さない発電に注目。

太陽”熱”発電もその一つとして、
脚光を浴びまくっています。

太陽エネルギーの利用では現在、
太陽光発電が主流になっていますが、
熱ならではの利点も。

実はね、熱を特殊な液体にためて
タンクに保存すれば、
夜間も三時間は発電できるんですよ。

太陽熱発電は空気が乾燥していて日射量が多く、
反射鏡を並べる広い土地が確保できる

砂漠地域などに向き、スペインやオーストラリア、
米カリフォルニア州などでも実用化されてます。


太陽熱発電には実は複数の種類があります。

集熱装置を地面に近い場所に置くタイプには、
モロッコの発電所のような”トラフ型”のほか、

わずかに中央がへこんだ
凹面の反射鏡を少しずつ角度を変えて並べた
”フレネル型”があります。

また、集熱装置を高い塔の上に置き、
太陽の動きを追尾する集光ミラーヘリオスタット、

で反射光をあてる
”タワー型”もあるのですよ。

日本でも30年以上前にタワー型などの
太陽熱発電所が建設されたんですね。意外。

旧通商産業省の実験で、香川県は仁尾町
(現三豊市)で1981年に世界に先駆け、
出力1,000kwを達成したんですよ。(驚)

当時の報告資料を調べた、
新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)
では、当時のコンピューターで太陽の追尾も
よくやったと思う。技術的には『成功』だったと。

だったらなんで続けね~んだよ。(怒)
チコちゃん呼ぶぞ♪
(ボケッと生きてんじゃねーよ)

ただ、日射条件の特性などから
国内での実用化には
経済性に課題があった、とのこと。残念や。

太陽熱発電は光を反射し、
焦点に集めるという構造上、
太陽からまっすぐ地上まで降り注ぐ
”直達日射”が必要なんですね。

空気中の水分やほこりにあたって
散乱・反射した光ではうまく発電できないと。

発電に適した地域は、一㎡あたりの
直達日射量が平均で年間2,000~2,500kw/hです。
日本ではおよそその半分にとどまると。


日本は条件があまりよくないため、
30年前の実験以降、実用化が進まなかったです。

だが、当時に比べれば温暖化問題が
さらに深刻になったうえ、

太陽追尾に使うコンピューターなど
関連技術も進歩していますね。

そこで、環境省は新たな実証試験を
横浜市内で密かに進めているのですよ。

委託を受けた三菱日立パワーシステムズの
火力システム研究部のMグループ長は

複数の方式のいいところを組み合わせた
『ハイブリッド型』を研究しています、とのこと。

タワー型は多数の反射鏡で光を一点に
集中させるため、集熱の効率がよいが、
建設コストがかかる。

フレネル型は効率はやや悪いが、
建設コストは比較的安価。
その両方を組合わせたのですね。

出力300kw/h相当の高効率発電が
可能な設備になっています。
必要な敷地面積も従来方式に比べ2/3で。

今回は試験のため、実際に発電はしないが、
硝酸塩に熱をためる蓄熱タンクも併設し、

日射がない夜間に余熱で
発電できるかどうかのデータも集める。

太陽熱は単に発電だけでなく、
蒸気を熱でつくることで
火力発電に必要な燃料を減らしたり、

アンモニアを熱で分解して
水素を発生させたりする手段としても
期待されている。

複次利用が出来るんですね、期待したいです。


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種の保存法を片付ける
2018-08-11-Sat  CATEGORY: リサイクル&エコ
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希少な野生生物の絶滅を防ぐ種の保存法が、
生息地の土地開発で
調整力を発揮できていません。

法では、生息地を保護区に指定して
開発を規制できると定めています。

だが、指定は進んでおらず、保護区の外では
開発を規制する手立てがないんですね。

種の保存法の保護対象、
ベッコウトンボがすむ大分市沿岸の
工業埋め立て地に2014年、

丸紅がメガソーラー発電所を建設。
生息していた4haの池と周辺の草地にも
太陽光パネルが作られ、生息地は1.5haに減少。

現地で調査する九州大准教授(昆虫学)によると、
一日に観察できる数は10匹前後で、
生息密度は建設前と同じと。

ただ、面積が減ったので
総数は減ったはずだ、と。

最近トンボって、都市部で見掛けないですね~
それに比べバッタ類は見掛けるような気もします。

日本トンボ学会前会長は
絶滅は時間の問題だ、と指摘。

生息地が狭いとベッコウトンボが生息できる
環境を保つのが難しいためらしいです。
生息地は全国に10ヶ所。

環境省は鹿児島県の池を
種の保存法に基づく保護区に指定しましたが、
大分市ではまだしていないのです。

環境省の担当者は
保護区外では対策を事業者に
求める法的手段はない、とのこと。

建設時、丸紅は地元の保護団体の要請を受け、
残す生息地を予定より広げたのですよ。

丸紅広報部は
可能な限りの努力をさせて頂いた、と説明。


京都府と亀岡市は2012年、
種の保存法の対象で国の天然記念物、

アユモドキの産卵する川の隣の水田に
サッカー場を核とする公園の開発を計画。

昨夏、より影響の少ない場所に
建設予定地は変更されましたが、
保護をめぐる議論のあり方に課題を残します。

府と市は保護を検討する
専門家会議を設けたが、
公園内での対策が前提だった。

これでは”保全できない”と
学会や自然保護団体が猛批判。

この批判に、誘致した商工会議所に加え、
保護活動する住民も反発。

生息地はもともと農地整備など、
開発から取残された場所だったと。

専門家会議が調査に
数年かかる見通しを示しました。

府と市は開業が遅れるのを避けるため、
予定地を別の場所に変更。
ま、その方が良いかもね。


※余計な追加

種の保存法は、国が指定した175種の保護対象
”国内希少野生動植物種”の捕獲を禁止し、
国が保護増殖計画をつくることを定めています。

多くの対象種がすむ国立公園などは
開発規制があります。

人の生活に密接な二次的自然、にも
生息地はあり、保護区に指定して規制は可能。
だが、指定は9ヶ所だけ。

二次的自然は民有地が多いです、
当たり前ですが。

保護区の指定に必要な地権者の
同意が得られず、
予定の面積を縮小した例もあります。

環境省は、法改正に向けた
有識者検討会を開催。

検討会は、保護対象種以外も含めた
絶滅危惧種の六~七割が
二次的自然にすむとし、対策を求めました。

日本自然保護協会は検討会で、
米国のように開発と種の存続が対立した場合は
種の存続を優先させるべきだと主張。

少なくとも、開発の社会的な利益と絶滅リスクを
天秤にかけ、公益の観点で事業の是非を
考える仕組みが必要なのでは。

開発も大事ですが
種の保存もさらに大事ですね。


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台風発電2
2018-07-25-Wed  CATEGORY: リサイクル&エコ
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続きです。

同社の清水さんに話を聞いた。
聞き手は、ITmedia ビジネスオンラインの
土肥義則。

●マグナス風力発電機の特徴

土肥: チャレナジーが開発している発電機は
「垂直軸型マグナス風力発電機」
という名前ですが、特徴を教えていただけますか。

清水: ひとことで言うと「羽根がないこと」ですね。
多くの人は「風力発電」と聞くと、
プロペラが付いた風車を
想像されると思うのですが、
問題がいくつかあるんですよ。
例えば、風が強くなると、
羽根がどんどん回転してしまうので、
止めなければいけません。でも、
壊れたり、暴走してしまうことがあるんですよ。

クルマで例えると、ブレーキをかけながら、
同時にアクセルを踏み続けるといった感じ。
そんなことをずっとしていると、
やがてブレーキやエンジンが
燃えてしまいますよね。
プロペラの風車も同じように、
暴走して回り続けると、燃えたり、折れたり、
壊れたりするんです。

欧州は比較的風が安定しているので、
プロペラの風車でも問題がないかもしれません。
平野が多いので、遮るものが少ない。
常に偏西風が吹いていて、台風もきません。

でも、日本の場合は違う。
風の強さはコロコロ変わりますし、
向きもどんどん変わっていく。
そうした不安定な環境だと、
プロペラが振り回されてしまうんですよね。

土肥: 実際、事故が起きている?

清水: はい。毎年のように事故が起きています。2003年には沖縄県宮古島にあった
プロペラ式の風車6基が全滅しました。
そのとき何があったかというと、
台風にやられてしまったんですよね。
で、沖縄電力は何をしたかというと、
プロペラ風車を地面に倒せるように
可倒式を導入したんですよ。
つまり、「台風が来たぞー。伏せろー!」
といった感じ。

土肥: 台風が去ったら
「もういいぞ、あげろー!」といった感じ?

清水: ですね。プロペラ式の風力発電が
発明されてから130年ほど経つのですが、
イノベーションはほとんど起きていないと思います。

プロペラなどの材質は改良されて
かなりよくなっていますが、
基本的な構造はほぼ同じ。
ちなみに、プロペラ風車を使って発電された
当時、ほかに何が生まれたのか。
例えば、ライト兄弟が空を飛びましたが、
そのときの飛行機といまの飛行機はかなり違う。
蓄音機も発明されましたが、
いまはネットで曲をダウンロードして
スマホで聞くことができる。

他のモノはどんどんイノベーションが
起きているのに、プロペラ風車は
どのように変化してきたのか。
1台当たりの発電コストを下げるために、
まるで恐竜のように大型化してきたんですよね。

少し話がそれてしまいましたが、
日本の風は不安定。
風量発電機を置きたいのに置けない、
置いたのに壊れてしまった……といった
状況なので、日本の環境にあった風車を
つくろうと思いました。
そして、いろいろ調べていくうちに
マグナス効果に着目しました。

土肥: チャレナジーが開発している
発電機の仕組みについて教えていただけますか?

清水: 仕組みはそれほど難しくありません。
地面と垂直に3つの円筒があって、
それをモーターで動かします。
風から受ける気流の中で円筒を回転させると、
そこにマグナス効果と呼ばれる
揚力が生まれます。
野球のピッチャーがボールを投げるときに、
回転をかけると右に左に曲がりますよね。
この原理を「マグナス効果」と呼びます。
この言葉を聞いたことがなくても、
なんとなく回転をかけると曲がるな
と理解している人は多いのではないでしょうか。

土肥: ふむ。で、そのマグナス効果を使った
発電機はどういったメリットがあるのでしょうか?

清水: 先ほど
「プロペラ式の風車は強風に弱い」といった
話をしましたが、私たちがつくっている
マグナス効果を使った発電機は
強風に強いんです。例えば突風が吹いたとき、
プロペラ式の風車はそれに対応するのが難しい。
すぐに反応することができないので、
暴走してしまって
壊れてしまうケースがあります。

しかし、マグナス式であれば
強風に簡単に対応できます。
なぜなら、マグナス力は風の強さと
円筒の回転数に比例するから。
つまり、風の強さに応じて
円筒の回転数を調整することで、
理論上は風が弱くても強くても一定のチカラで
回し続けることができるんですよね。
万が一、想定以上の風が吹いても、
円筒の回転を止めれば確実に
風車を止めることができるんです。
また、突風などの急激な風に対しても
リアルタイムに制御できることも特徴ですね。

さらに、マグナス式は阿修羅像のように
どこから見ても同じ形をしているので、
風の向きがコロコロ変わっても
影響を受けることはほとんどありません。

土肥: ただ、現段階ではまだ
実用化されていないので、
理論上の話でもあるんですよね。
マグナス式の課題もあるのでは?

清水: なぜ垂直軸型のマグナス式が
実現していないのかなあと思って調べたところ、
既に日本でも大手企業が
特許を出願していました。

でも、実用化に至っていない。なぜか。
円筒に作用するマグナス力の向きは、
風の向きと円筒の回転方向で決まります。

風車の風上側でも風下側でも
マグナス力の向きは同じになるので、
回転力が相殺されてしまうんですよね。

土肥: 綱引き状態になってしまう?

清水: はい。この問題を
解決するのは難しいんです。
大手企業は、風下側の円筒を隠したり、
円筒の回転方向を変えたり、
あの手この手の特許を出願されていますが、
現時点で実用化には至っていません。

私もさまざまな試作機をつくってきました。
最初のアイデアは円筒を2本ずつ、
計6本にしました。
なぜそんなことをしたかというと、

1本は時計回り、もう1本は反時計回りに回せば、比較的シンプルに発電できるのではないかと
考えたんですよね。
休日を返上して実際に模型をつくったところ、
うまく回ったんですよ。
それを見たとき
「よし、これに人生を賭けよう!」と決意しました。

それまでサラリーマン生活を送っていましたが、
34歳の誕生日に退職願を提出して、
2014年10月に会社を創業しました。
しかし、2カ月後に悪夢が待っていました。

土肥: 悪夢? 何があったのですか?

清水: エネルギー変換効率を
コンピュータシミュレーションしたところ、
1%以下だったんですよ。

土肥: プロペラ式の風車はどのくらいなのですか?

清水: 最大40%ほどと言われているので、
1%以下なんて話になりません。
プロペラ風車と同じ発電量にするには、
マグナス風車が40台も必要になるんですよ。
ただ、会社を辞めて
「マグナス式の風力発電に人生を賭ける!」と
誓ったばかりなので、
簡単にあきらめるわけにはいきません。
天国から地獄に落ちたわけですが、
その地獄の生活から6カ月後に
エネルギー変換効率を30%ほどまで
高めることができました。

土肥: たった6カ月で? 何があったのですか?

清水: 現在特許出願中なので、
詳しいことをお話しすることはできませんが、
先ほど申し上げたペアタイプの
風車をあきらめました。
開発した当初は効率よく
発電できるだろうと思っていたのですが、
調べてみると、2本の円筒の後ろに
でっかい渦ができていることが分かってきました。

渦によって大きな抵抗が生まれていたので、
効率よく発電することができなかったんですよね。

ペアタイプの風車はあきらめたのですが、
垂直軸のマグナス風車を
あきらめたわけではありません。
1本の円筒(合計3本)でなんとかできないか。
ひたすら試行錯誤する中で、
新しい発明にたどり着きました。

土肥: 特許の関係でなかなか
言えない部分もあるかと思いますが、
もう少し詳しく。

清水: 何度も何度も実験を行いました。
例えば「円筒の表面を凸凹にしたら、
効率よく発電できるかもしれない」と考えて、
実際にいろいろなパターンを試してみたり。
あれこれ考えながら、
とにかく手を動かすことによって、
いまの形が生まれました。

土肥: もう少し詳しく。

清水: うーん、本当に言いたくないのですが、
風の流れ方を感じたくて、
円筒に手を近づけたんですよね。
そうすると、揚力の数値が
すっ飛ぶところがあったんですよ。
あれ、あれ、あれれ、なんで数値が変わるの?
といった感じで。ハンドパワーじゃないですよ。
なぜ数値が変わるのかなあと思って調べていくと
「ふむふむ、そういう理由で揚力が変わるのかあ」といった具合で分かってきました。

土肥: え、でも、手を近づけたら
風を遮ることになるので、
円筒の回転が悪くなる。
結果、発電効率が悪くなるのではないでしょうか。

清水: マイナスのマグナス効果を
抑えるといった形ですね。
もうダメ、これ以上は言えません(きっぱり)。
その後、円筒の大きさや配置などを変えて、
最適値を探していきました。
さらに、円筒の表面形状を工夫したところ、
エネルギー変更効率が
どーんとアップしたんですよね。

土肥: 改良を加えることで、
まだ数値は上がりますか?

清水: まだ試せていないことが
たくさんあるので、上がる可能性はあります。
ただ、まだ大きな課題がありまして、
それは「制御」。
この技術を高めることも難しいですね。
風車にとって制御はPCで言うところの
CPUにあたります。
風の強さ、風の向きは場所によって違います。
また、時間帯によっても違います。
例えば、沖縄には沖縄の風があって、
北海道には北海道の風があります。

多くの人は「風=同じモノ」と
思われているかもしれませんが、
私たちにとっては全く別モノなんですよね。

風車の制御技術を高めることで、
沖縄には沖縄の、北海道には北海道の、
それぞれの土地にあった
風力発電をつくりだすことができます。

とは言っても、まだ実用化されていません。
実証実験で一定の成果は出ましたが、
まだまだいくつも課題が残っています。
その課題をひとつひとつ潰していって、
ようやく実用化に踏み切れると思っています。

土肥: 今後の方向性について教えてください。

清水: まずはマグナス式の風車を
実用化すること。
また、台風がやって来るのは
日本だけではありません。
ベトナムやフィリピンなども
進路にあたることが多いので、
そうした国や地域でも設置してみたいですね。
さらに、米国のフロリダやハイチなどの
カリブ海では、ハリケーンが発生しますよね。
そうしたところでも発電機を設置してみたい。

土肥: 話がどんどん大きくなりますね。

清水: 洋上に大きな発電機を設置し、
台風やハリケーンから電気をつくる。
その電気を使って海水を電気分解すれば、
安価に大量の水素を
つくることができるかもしれません。

いわゆるR水素
(再生可能エネルギーを使って水から
取出す水素のこと)と呼ばれるものですね。
いまの水素は天然ガスからつくっているので、
二酸化炭素が発生する。
台風やハリケーンのエネルギーを活用して、
水素をつくることができれば、
“台風水素社会”がやってくるかもしれません。
もちろん、いまはまだ夢物語であることは
よーく分かっています。
ただ、実現不可能な話ではありません。
それを信じて、いまは目の前にある
課題をひとつひとつ乗り越えなければいけません。

課題はあると思いますが
未来は明るいように感じます。

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