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地球に到達する太陽エネルギー

最終更新日
2004年7月31日

 地球の大気圏外に到達する太陽からのエネルギー(太陽定数)は人工衛星での観測から1平方メートルあたり1.368Kwだと解っています。実際にはこの太陽定数は太陽の黒点活動のしゅうきにとともに変動します。宇宙への反射や、大気への吸収、地表や海面で熱に変わり、一部が風や波、水の循環などを起こすエネルギー源となるのを差し引くと、快晴時に地上に到達する太陽エネルギーの密度は1平方メートル当たり約1kWです。地上に届く太陽エネルギー1時間分の量は、世界全体で1年間に消費しているエネルギー量よりも多いと言われています。この膨大な太陽エネルギーの有効活用を推し進める事は、私たちの未来社会を持続するうえで欠かせないテーマとなっています。

 

 太陽エネルギーの利点と利用方法

 

 太陽からのエネルギーは膨大で、石油や石炭などの化石燃料などのように枯渇する心配はありません(太陽の寿命は半永久的、50億年後)。そもそも化石燃料とはバイオマスの化石ですから、元をたどれば太陽エネルギーだったと言えます。地球に降り注いでいる太陽エネルギーは、化石燃料や原子力エネルギーと異なり、環境汚染の無いクリーンな資源です。さらに太陽エネルギーは、特定の地域に埋蔵されている資源エネルギーと違い、日射量の地域差はあるもののどの地域でも利用可能です。太陽エネルギーの利用は、経済的な効率や利便性のみを追い求める事よりも、自然と調和する平和的な生き方へと私たちを導きます。太陽エネルギーは地球環境の中で色々なエネルギーに姿を変えて存在しており、太陽エネルギーの利用には直接利用、間接利用等をはじめ様々な方法があります。

 

 

太陽エネルギーの直接利用

・太陽光発電(太陽電池・色素増感型太陽電池・ソーラーカー・ソーラー飛行機)
・太陽熱利用(集熱技術・蓄熱技術・太陽熱発電)
・人工光合成(水の光分解によって酸素と水素を発生)
・光触媒(分解機能;抗菌・抗ウイルス・消臭効果・大気の浄化/超親水性:曇り止め・撥水機能)
・ソーラークッカー(発展途上国で大活躍中)
・パッシブ・ソーラーハウス(昼光照明システム・自然暖房システム・自然冷房システム)
・アクティブ・ソーラーハウス(太陽熱給湯システム・太陽熱冷暖房システム・太陽熱冷凍/除湿システム)

太陽エネルギーの間接利用

・風力発電
・波浪・海流発電
・海洋温度差発電
・小水力発電(大型ダムによる水力発電ではなく、家庭用の小型のもの)
・バイオマスの利用(バイオマス発電・バイオマス燃料電池・微生物による水素発生)

 
ソーラー・インパルス:ソーラー飛行機による世界一周計画  
 バートランド・ピカール(スイス)のグループは、石油や水素などの燃料を一切使わずに、太陽エネルギーのみを使うソーラー飛行機での世界一周に挑戦しています。長距離飛行を可能にする技術のポイントは、昼間充分に太陽エネルギーを蓄えておき、夜間の飛行に備えること、そして、機体の超軽量化をすすめる事です。ソーラー・インパルス計画では2006年にプロトタイプでの飛行実験が行われ、2009年から長距離飛行実験が行われる予定です。ピカールはこのソーラー・インパルスについて、こう説明しています。「化石燃料を使わず汚染物質を発生させない航空機を建造し飛ばすことが出来ることは、今日のエコロジー活動にとって強力なシンボルになる」さらに「我々はソーラー・インパルスが持続可能な発展を促進するコミュニケーション・プラットホームとして役に立ち、環境の保護のために先端技術の基本的役割を示すことが出来ればと考えている」と言っています。ライト兄弟の最初の飛行(1903年)から一世紀たった今、太陽エネルギーによる長距離飛行が、新しい歴史の1ページに加えられようとしています。  
ソーラーインパルス
ソーラークッカー(太陽熱調理器)  

 世界の人口64億人の約半分がたき火で料理を作り、消費される木材の半分が燃料として燃やされています。しかし、世界の森林資源は年々減少し、20億人の人達が蒔き不足で困っています。そこで今太陽エネルギーを利用する太陽熱調理器(ソーラークッカー)が注目されています。ソーラークッカーは段ボールとアルミホイル等の安価な材料で簡単に作ることも出来ます。ソーラークッカーを使うと、一家族につき毎年500キログラムの木材が節約されるといいます。中国やインドではそれぞれ10万台以上、世界では50万台以上のソーラークッカーがすでに使われています。ソーラークッカーでの調理時間は普通の倍ぐらいかかりますが、もちろんご飯も炊けます。

ソーラークッカーには基本的に3種ありそれぞれの特徴があります。
(1)ボックスタイプ:じっくりと、大量の調理が出来る。煮込み調理などに適している。
(2)パネルタイプ:わずかな費用で、簡単に組み立てられる。携帯に便利。
(3)パラボラタイプ:高い温度(165°)にまで達するので、ガスレンジと同じ位の時間で調理できる。

 

     
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