太陽熱発電とは？

太陽熱発電をご存知ですか？
太陽光発電は太陽の「光」を使って発電するものでしたが、「太陽熱発電」は太陽の「熱」を使って発電する方法です。

太陽熱発電の仕組み

太陽炉という装置を使って太陽の熱を1ヶ所に集め、それを「汽力発電」の熱源として使います。
汽力発電とは、水蒸気でタービンを回し電力を作るシステムで、火力発電や原子力発電も、汽力発電のひとつとなります。
オリンピックの聖火は、まずギリシャのオリンピアで採火されますが、そのときは、この太陽炉を使って、太陽の熱で点火しています。巨大な太陽炉になるとその熱はかなり高熱になります。

この動画では、鉄板がみるみるうちに溶けていきます。
怖いくらいの熱量ですね。この熱を使って水蒸気を作るのです。

太陽熱発電の種類

タワー式太陽熱発電
「中央タワー方式」や「集中方式」とも呼ばれています。
タワーを設置し、そこに太陽光を集めることで熱を生み出します。より多くの光を集めるためにはタワーをより高くする必要があります。

トラフ式太陽熱発電
「パラボリック・トラフ方式」や「分散方式」とも呼ばれています。
曲がった鏡、曲面鏡を用いてパイプに光を当てます。パイプの中にはオイルなどの液体が流れていて、パイプの中で熱せられた液体が蒸気タービンに送られ水を蒸発させます。タワー式太陽熱発電に比べ効率は落ちますが、鏡を並べることで実現できる方法なので大規模な建設も容易です。

ディッシュ式太陽熱発電
パラボラアンテナと同じように、放物曲面上になった鏡を利用して鏡の前のスターリングエンジンに太陽光を集めて発電する方法です。
スターリングエンジンとは、簡単に言えば外からの熱によってエンジン内の気体の圧力を変化させて動力を得るものです。導入コストは高いものの、エネルギー変換率の高さや、必要な土地面積が少ないといった利点があります。

太陽熱発電のメリット・デメリット

太陽熱発電は太陽光を使った発電ですので、メリット・デメリットの多くは太陽光発電と同じです。
ここでは、太陽光発電と比較したときのメリット・デメリットをともにひとつずつご紹介します。

メリット→　24時間の発電が可能
太陽光発電に必要な「光」を保存しておくことはできませんが、「太陽熱発電」に使う「熱」は保存しておくことが可能です。昼間に熱を蓄えておくことによって、夜間にそれを使用して発電できるのです。

デメリット→　面積が必要
太陽光発電に比べ、電力を作るのにある程度の規模が必要となってきます。たくさんの光を集中させないと高熱になりませんからね。そのため、規模で効率が変わらない太陽光発電は家の屋根やビルの側面など、さまざまな場所に設置しやすいという利点がありましたが、「太陽熱発電」はそうはいかないのです。

太陽熱発電の現状

「太陽熱発電」は直射日光が強く広大な土地を必要とするため、日本には不向きだと言われています。実際1981年に香川県で「太陽熱発電」の実証実験が行われましたが、大きい効果は得られませんでした。

しかし現在、「太陽熱発電」は太陽光発電と同じくらい世界から注目されているシステムです。アラブやアメリカでは広大な土地を活かして太陽熱発電所を設立することが決まっています。今後技術が向上していけば、日本でも活用するときがくるかも知れませんね。




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