太陽熱発電は太陽の熱を太陽炉に集めることで発電する方法である。太陽光発電と原理が違うので注意。
概要
太陽熱発電の原理を率直に述べると、太陽光をレンズや反射板を使って太陽炉に集めて熱源にして水を蒸発させて発電タービンを回すといったものである。二酸化炭素排出量が少ないことや太陽光を主なエネルギーとしているため枯渇の心配がないことから、太陽光発電・風力発電・地熱発電などと同じように環境に優しいエネルギーとして注目されている。さらに燃料費が不要になるためコストを削減することができる。ただし、太陽光発電と同様太陽光がずっと照らし続けていないと意味がない。
現在欧米諸国で太陽熱発電の稼働が次々と行われている。ちなみに日本では山梨県で太陽熱発電の試験が行われる予定である。なお、過去にも太陽熱発電の試験が香川県三豊市で行われていたがあんまりいい結果がでなかったため撤退している。
色々な太陽熱発電
タワー式太陽熱発電
平面鏡を利用して、中央に設置された塔にある集熱器に太陽光を集中的に浴びさせ、その熱で発電する手法。数メートル四方のものから数1000枚のガラスなどを用いる大規模なものまで作ることができる。最高1000℃くらいまで加熱することが可能。現在最も主流になると期待されている手法である。
トラフ式太陽熱発電
曲面鏡を利用し、パイプに太陽光を集中させることでパイプ内にある液体を加熱してその熱で発電を行う手法。
ディッシュ式太陽熱発電
放物曲面状の鏡を利用して、スターリングエンジンに太陽光を集中させることで発電する手法。かなり大規模な土地を必要とするため日本での建設は少し困難になるとされる。
ビームダウン方式
地上の鏡と上空の中央反射鏡で太陽光を2回反射させ熱を集めて発電する方法。集光能力が高くなったり蓄熱材の扱いが容易になったりなど他のものよりメリットがあるのが特徴である。
ソーラー・アップドラフト・タワー
主に砂漠地帯に作られた広大な温室で暖められた空気を煙突を通して逃し、煙突基部に付けられたタービンで電力に変換する。熱効率自体は高くはないが、それ自体が砂漠地帯の緑化開発になるという利点がある。高さ1000m以上の煙突をどう作るのかが難点。
PETE(光子励起型熱電子放出素子)
真空中で金属などを数千度に加熱すると電子を放出する。かつて真空管で用いられた手法であるが、放出された電子を電極で回収することで熱を直接電気に変換することが出来る。これを熱電子発電というが、太陽熱を数千度にするには精密で大掛かりな集光ミラーが必要で多額のコストを要する。ところがMITが開発したPETEという半導体素子は可視光線を照射して励起することで1000度程度でも電子を放出する事が出来る。これにより簡単な集光設備でも高効率な発電が可能となる。
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関連項目
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