バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ - 1227192268

3300：とはずがたり：2018/06/15(金) 08:38:34: 東海大学×毎日新聞
街中どこでも発電、充電
自然エネルギーを利用した効率のいい街づくりを目指して
https://mainichi.jp/sp/tokaism/opinion/con81_1.html
化学科
冨田恒之准教授

　集中型エネルギーシステムの弱さがあらわになった東日本大震災を契機に注目される地域分散型エネルギー。よりクリーンでコストがかからず便利な生活を実現するため、技術の進化とともに地域に根ざした新たなエネルギーシステムを目指そうという動きが出ている。理学部化学科の冨田恒之准教授に「『人と街と太陽が調和する』創・送エネルギーシステム」について話を聞いた。【聞き手・兵頭和行】

　――取り組んでいる「『人と街と太陽が調和する』創・送エネルギーシステム」について教えてください。

　一言で言うと「効率のよい太陽電池と熱音響機関による発電・送電を取り入れた街づくり」です。いかに効率よく太陽電池を作っていくか、というエネルギーの研究と熱音響機関という新しいシステムを融合した研究です。それら太陽電池と熱音響発電システムの二つでエネルギーをつくり、できたエネルギーを無線で車などの電力が必要なものに送ること、トータルでエネルギーを考えるという研究です。

　――熱音響機関はどういうものですか。

　気体は、温度が温かいと膨張します。気温が冷たいと収縮します。この現象を応用して熱を電気に変換する装置です。熱い部分と冷たい部分を共存させることで熱い部分で空気が膨張し、冷たい部分で空気が収縮するので、膨張と収縮を繰り返していくことで振動が発生します。振動は、人間にとって音として聞こえるものですが、熱からも音は発生します。これが熱音響機関です。音、つまり空気の振動を、リニア発電機を使って電気に変えることで発電ができます。

　――熱はどこから。

　一つは自然の熱として太陽光を集光する。もう一つは工場や自動車などの廃熱利用です。車の場合、冬場は排熱を暖房で使いますが、暖房で使用する熱以外は、使用されないまま、垂れ流しで外気を温めているだけです。その熱を電力として回収します。

　――発電効率はいいのですか。

　原理上はおよそ30％と非常に高効率です。太陽光は、およそ半分が目で見える可視光です。残り半分が目に見えない赤外線から成り立っています。太陽電池としては可視光と一部の赤外線しか発電に利用できないので、残りの赤外線はまったく使われません。その使用されていない赤外線を集めて熱にして、熱音響機関を介した発電に利用した方が発電効率は上がるのではないか考えています。

　――太陽電池では赤外線は利用されない。

　太陽電池で利用されない赤外線を利用できるように拡大していくことが太陽電池の研究としては大事です。しかし、使える光量が増えれば、得られる電圧が下がり、結果的に得られるエネルギー量はあまり上がらないのが現状です。この打開策の一つとして、可視光の波長８００ナノメートルまでを太陽電池で使い、それ以上の長波長側は全て熱として回収することが挙げられます。熱音響機関の発電には熱が必要なので、可視光、紫外光、赤外光という波長は関係ありません。そのため、可視光の使いやすいところだけを太陽電池で使い、使いにくいところは熱として熱音響機関を使うということが今回の研究のひとつです。