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理研、太陽光の熱を回収し発電する「熱電併給システム」を考案

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理研、太陽光の熱を回収し発電する「熱電併給システム」を考案

理化学研究所は、太陽光の熱を効率よく集め、タンクの水を温めて蓄熱し、必要な時にこの熱を取り出して発電と給湯を行う「熱電併給システム」を考案した。

フレネル・サン・ハウス

フレネル・サン・ハウス試作機

本システムの仕組みはいたってシンプル。太陽が出ている時は、朝日から夕陽までどの角度からの太陽光も回収できるよう、同心円状に刻んだ溝で集光するパネル型のフレネルレンズを立方体状に組み合わせ、内部に設置した逆T字型の熱交換器に熱が集まるようにした。こうして集まった熱を蓄熱タンクの水に伝え蓄熱する。電気が必要な時は、この熱(お湯)を「ロータリー熱エンジン」という発電機に供給し、熱媒体を気化させてエンジンを回し発電する。給湯もできる。

ロータリー熱エンジン

ロータリー熱エンジン

太陽光パネルで1日中太陽光を効率良くとらえるためには、太陽を追尾する装置とそれを動かす稼働部が必要だが、今回、考案したシステムはそれらの装置が不要で、あらゆる時間帯の光熱エネルギーを回収することができる。地方自治体などと連携し、遊休地を利用した中小規模の分散型電源として活用を図る計画で、2013年中に出力1kWクラスの試作機を、2014年には10kWクラスの実証システムの開発を目指す。再生可能エネルギーの新しい可能性をひらく技術として期待される。

環境に負荷をかけない再生可能エネルギーが注目されているが、風力発電太陽光発電にも課題がある。最大の課題は、どちらも天候次第という不安定さを抱えているため、必要な時に必要な電力を供給できるかどうかということだ。安定した供給を可能とするための蓄電装置も開発が進んでいるが、まだ高価である。

また、太陽光パネルの材料には重金属が使われているため、廃棄が難しいという問題もある。太陽光熱を利用する発電・熱供給システムは、こうした問題を一挙に解決するために考案された。

【参考】
理化学研究所 - 太陽光の熱を朝日から夕陽まで回収し効率よく発電する熱電併給システムを考案、2013年夏に試作機で検証

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