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歌 と こころ と 心 の さんぽ

2021.10.23
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カテゴリ:話題・情報

♪ 太陽と空気に潜むポテンシャルsunair(サナイル)と呼ぶ清きエナジー


 もうご存じの方もおられると思いますが、新しい発想の発電技術が注目されていますのでご紹介します。

 スペインのVortex Bladeless Ltd.が開発した、プロペラのないスティック型風力発電機「Vortex Bladeless」。シンプルな形状ながら、6つの特許を持つハイテク発電機。 2020年後半に200ユーロ程度(約25,000円)での販売を予定しており、農地や住宅地での利用を想定していて、プロトタイプを作成中とありますから、現在は一般向けに販売が始まっているのかもしれません。


「Vortex Bladeless」は、運用コスト、騒音、鳥類への影響など、従来の風力発電の問題を解決できるように設計されていて、シンプルな形状かつ15kgという軽さで原材料費を削減。風力発電機中で最も高価な部品であるナセルやブレードも必要なしで、製造コストはこれまでの風力発電機の約53%程度でできるとか。



 風が構造物を迂回する際に発生する渦の力によって振動し、そのエネルギーを電気に変換するという仕組み。都市部に日常的に吹く風速3mから効果を発揮。風速6m、つまり砂埃が舞い小枝が揺れる程度の風速があれば、十分な電力をつくりだせるという。

 低速~中速の風力で作動するので、プロペラ付きの風力発電機と同等の風量を55%のコストで生成でき、エネルギー効率が良いのが特徴とか。プロペラがないことから、騒音は20Hz未満とほとんどなく、悪天候の際なにかが引っかかったり、鳥やコウモリが激突して死亡することもない。

 


 筒内に設置された磁石が反発しあい、可動部品が接触しない構造も大きな特徴です。摩耗や摩擦による損傷がほとんど起きず、メンテナンスコストの低下を実現。同社の計算によると、設備の稼働寿命は32〜96年という。

 


 この発電機を生み出すきっかけとなったのは1本のビデオだった。1940年に崩壊したアメリカ・タコマナロー橋の検証ビデオで、風が起こした渦によって橋が共振し崩壊する様子を記録したもので、それを見た開発者のヤニェス氏は、渦の力でエネルギーを生成する装置が作れないかと考えた。
 氏のアイデアは高く評価され、CDTI(産業技術開発センター)から公的資金を獲得し、同社はマサチューセッツ工科大学およびハーバード大学と共同開発を開始。2015年に6月にはクラウドファンディングで集めた資金で優秀なエンジニアを採用し、プロジェクトが始まった。



「Vortex Bladeless」は現在、3つのモデルを制作中で、そのうち2つは、すでにプロトタイプが運用されているとか。その一つ目は「Vortex Nano」で、高さ1メートル、出力3W。小型ながらソーラーパネルと連携し、効率よく電力を生み出すもの。二つ目は「Vortex Tacoma」で、高さ2.75メートル、出力100W。住宅の自家発電や農地で利用を想定したモデル。

 プロトタイプ段階の「Vortex Atlantis / Grand」は、高さ9〜13メートル、出力1kW前後。住宅・農村の自家発電および工場への設置を想定しているらしい。広い場所を必要とせず、設置が簡単で、風量や日照時間を気にせず、個人が買える金額であること。そんなクリーンエネルギーデバイスは今までなかった。風力発電市場を一変させる日が来るかもしれない。


 そしてこちらは国産の先端技術による太陽電池。東芝はフィルム型のペロブスカイト太陽電池を開発し、薄くて、軽くて曲げることもできるのが特徴。ビルの窓やビニールハウスの屋根など、今まで設置しにくかった場所にも取り付けられるもので、2025年までに製品化を目指している。


Toshiba clip より

 ペロブスカイト太陽電池が軽くて曲がるのは、パネル型の結晶シリコン太陽電池とは対照的にフィルム状に形成するから。基板上のペロブスカイト結晶が光を吸収して電気を発生する仕組み。ペンキを塗るように材料を基板の上に塗って作るため、フィルムなどの低コストの基板を利用できる。基板がフィルムなので、軽くて曲げることもできるというわけだ。材料費も安く、また、ロール状に巻く印刷技術を適用することで安価に製造できる。

 エネルギー変換効率という点でも、結晶シリコンと同等の効率の15%を実現する可能性があるとか。ペロブスカイトはフィルム上に塗ると結晶化するまでの時間が非常に早く、大きな面積で均一な膜を形成するのが難しい材料だが、「メニスカス塗布法」を開発し、大面積でも結晶膜質の均質性を高めることに成功した。


開発したフィルム型ペロブスカイト太陽電池

 フィルムを用いることによる耐久性を確保する難しさがあるものの、改装などの事情に合わせてフレキシブルに付け替えられる特性を踏まえれば、20年までの耐久性の確保は必要ないと間んが得ている。
 薄く塗布することで透明度をコントロールすることができるため、ビニールハウスに導入し、農作物を育てるのに必要な光を透過させながら、同時に農地で必要な電力を生成するようなことも可能になるとか。
※「ペロブスカイト」結晶構造の一種。酸化物の灰チタン石(ペロブスカイト)と同じ結晶構造をペロブスカイト構造という。

 無尽蔵の太陽エネルギーを使わない手はない。そして、勝手に所かまわず吹いている風は最も身近なエネルギーだ。それらをいかに効率よく、安価に、永続的に利用するかがこれからの人類にとって、また地球にとっても最も重要なものになってきている。






最終更新日  2021.10.23 09:15:41
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