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エネルギー資源輸入国からエネルギー輸出大国へ

2012-02-29 20:03:04 | Innocent joke
全文を引用する。http://prw.kyodonews.jp/open/release.do?r=201202222587


超大規模海洋発電(原子炉千基分以上の発電可)装置の発明 
      ―海洋に巨大水力ダムを造るー

 ☆☆エネルギー資源輸入国からエネルギー輸出大国へ☆☆ 

             2012年2月23日 神戸大学大学院海事科学研究科


 現在、クリーンで再生可能な電気生成装置の開発が求められています。
 極最近、何か月にも及ぶ熟考により神戸大学大学院海事科学研究科西岡俊久大学院教授は、海洋の持つ各種エネルギーから、超大規模海洋発電装置を新発明しました。※ここでは発電規模が大きいため、発電量は原子炉何基分の発電量かで表します。すなわち、原子力発電は一般に一基で百万KW【1G(ギガ:10の9乗)W(ワット)】の発電量が得られます。この新発明装置は《NATURAL ELECTRIC POWER TRANSFORMATION UNIT from NATURAL ENERGIES》からNEPTUNE【和名:海神】と名付けられました。

NEPTUNE-海神-システム概念図


 新発明装置【海神】は、主として上部大規模浮体構造物と下部潜水発電部から構成されます。上部浮体構造物では、海流の運動エネルギーを利用し、原子炉 200基分(200GW)を発電できます。上部浮体構造物で取り込まれた大量の海水は発電機を回した後、後部からスペクトラ配管を通じて、下部潜水発電部に落とされます。因みに、スベクトラ管は鉄より約十倍の強度があるが、柔軟性も備えている。このため、金属のように金属疲労が生じません。これは、海流があるところに敷設する管としては、極めて重要なポイントです。金属管では流体による振動による疲労ですぐ切れ耐久性が殆どありません。スペクトラ繊維は、強度と柔軟性から、防弾チョッキ等に使われているものです。
 下部潜水発電部では上部―下部の落差H=1000mの場合で一テラワット【1T(テラ:10の12乗)W】すなわち、上部、下部でそれぞれ、原子炉200基、1000基分の発電量を得ることができます。海底ケーブル等により陸上に送電できる仕組みになります。
 下部潜水発電部はそれより上にある海水の位置エネルギーを利用します。この点が世界で初めての極めて革新的なアイデアです。すなわち、海洋に巨大な水力発電ダムを構築することになります。この視点で見ると、海洋は巨大なダム湖で水量は膨大にあるということになり、下部潜水部は発電所を丸ごと耐圧容器に入れたものと考えることもできます。
NEPTUNEはローマ神話で海神の意味があり、海から原子炉千基分以上の電気量を生み出し、送ってくるものにふさわしい名です。この装置の発明者である西岡教授は水力ダムの発電量評価式を用いて上記の発電量を何度も確認し、新産業創造研究機構 (NIRO)の支援を受け国内及び国際特許に申請済みです。ー般に水力ダムの発電量は次式で評価されています。
 
 P=9.8хQхH(kW)
 ここに9.8は重力加速度、Qは落水量(m3※立法メートル/s)、Hは落差(m)
 
 なお上部浮体構造物には、4台の巨大クレーンが設置してあり、下部潜水部は所望発電量に応じて、下部潜水部を任意の深さまで沈下させることができます。これにより、陸上のいかなる大型ダムでも海洋で再現できます。特許出願は、黒部ダム(約原子炉3分の1基分発電量程度)仕様で出しました。太平洋の平均水深は4千メートルであり、下部潜水発電量を4テラワットにすることも可能です。ちなみに上記一テラW発電 (原子炉千基分発電)は落差1000mで評価しています。

 海神発電はCO2、煤塵及び放射能を一切出さないクリーンな再生可能エネルギーです。従って地球温暖化を経済活動を保持しながら軽減できます。
 原子炉一基の製造費用は3000億円から5000億円であり、千基分の費用は300兆円から500兆円になります。従って、これが海神の金額的価値です。一方、海神の建造費は原子炉一基の三分の一から五分の一程度と見積もられています。海洋は広大なため、現在頻発しているエネルギー資源に起因する国際紛争を軽減できます。
 日本は四方を海洋に囲まれており、47都道府県殆ど全てに海神の設置が可能であり、我が国の必要電力以上のものが得られます。中国、ロシア、韓国、北朝鮮、台湾等へ電気を輸出できます。すなわち、エネルギー輸出大国となることができます。また、今回の津波被害を受けた福島県、岩手県沖遠方に海神を多めに設置して、復興に役立てることができます。海神には多くの素材や部品が用いられるので、我が国の経済活動を活性化でき大きな国益となります。一方、世界には437基の原子力発電所があるとされていますが、多くの国が海洋に多少なりとも面しており、電力的にはこれらを海神の発電で置き換えることが可能と思われます。従って、核燃料の国連による管理を行い、研究用を除いて基本的に輸出入禁止と出来ます。また、一部の独裁国家が、電力のためと称して行っている核燃料濃縮作業を全面的に禁止すれば、地球上から核兵器開発を排除できます。海神発明者の西岡教授は『まだ、海神の実用化にはいろいろ課題もあり、関連企業を集めたコンソーシアムの設立を急ぎたい』と話しています。
 この装置は、海洋の持つ各種のエネルギーのみを使うため、二酸化炭素を出さず、地球温暖化問題を軽減し、放射性物質を一切使わないため、放射能問題も生じません。
我が国は、四方を海洋に囲まれているため、この発電装置で、エネルギー関連諸問題の解決が可能となります。また、多くの国が海洋に面しているため、本装置を輸出し、我が国の景気浮揚に役立つものと思われます。

[関連リンクURL]
神戸大学大学院海事科学研究科
http://www.maritime.kobe-u.ac.jp/

### ここまでが神戸大学大学院海事科学研究科特設Webページの全文引用 ###

原発1200基分の発電が、原発1基分の1/3で実現できる夢の大発明!!だそうだ。

エネルギー密度の低い波力発電では、超巨大化しない限り原子力発電の代替には成らない・・・と予てから思っていたので、将来は潮流発電として、海峡部や大洋の海流(黒潮や日本海流等の地球規模の海流)を発電に使う時代も来るカモ知れないとは思ってはいた。確か・・・山口きらら博愛地球博の展示では、イルカや魚が泳ぐ海洋中に巨大なダリウス式水車が並べられた未来予想図が展示されていたので、将来には海洋での潮力発電が行われるのだろうとは思っていた。海流の流れは、半永久的にエネルギーを取り出せるとは思っていた。(勿論、海流の流れる位置は変わっていくだろうから、海流の流れる位置に発電施設を移動させなければならないだろうが)。だが、この 新発明装置【海神】なら、現有する科学技術で実現可能な上に、原発の3000分の1の低コストなのだから、早速実稼働に向けての実証実験に入るべきだと思う。

文系の私が技術的な事を考えてみても仕方がないのだが、暇潰しに考えてみると・・・、「上部浮体構造物」は巨大なメガフロートに、従来型の波力発電システムを組み入れる訳だ。現在の技術でも4000m級滑走路を備えた(普天間飛行場代替地にも候補が挙がった)メガフロートは実用レベルの技術開発を完了しており建造する事は可能である。

これを海深1000m以上の海溝に近接した大陸棚の端に投錨(海底とワイヤー固定)し、甲板上に設置した大型クレーン4基で海底に吊り下げる「下部潜水発電部」も恐らく現時点の科学レベルでも実現可能だろう。だが、海中に沈めて使う水力発電機・・・と云うモノで、尚かつ、原発1000基分の電力を発電する発電機は存在しない。黒部ダムには9万5000KVAの発電機が4基あるが、このクラスを10基使って原発1基・・・10000基使って原発1000基分と云うのは現実的では無い。チョット東芝電力システム社のWebページを見ると水冷式なら1000MVAが実用設計可能と読めるので・・・後は深海の水圧と海水塩分に耐える水力発電システムの開発に何年かかるか・・・だろうか?

海水は良導体なので発電機を海水に浸して発電する事は出来ないから、絶縁物で覆う必要があるだろう。絶縁物の候補としては純水だろうか?海中1000mの水圧100気圧に耐える外殻を造るのは(不可能では無いだろうが)費用が莫大になるので発電機内部を1000気圧の純水で満たせば外殻への構造的圧力は僅かだろうから、「下部潜水発電部」に海水から超純水を生成するプラントを載せて1000気圧より少し高い圧力に純水で予圧し続ければ発電部や電導部への海水進入を防ぐ事は可能だろう。この開発に何年掛かるのか私には判らないが、直ぐにでも取り組めば10~20年で達成できるカモ知れない。他にも電触(電気化学的腐蝕)の問題があるだろうし、文系の素人がチョット考えても思い付かない難問が控えているカモ知れない。だが、百万度超の熱の封じ込めに成功し強烈な中性子線防護の方法を見つけ月面からヘリウム3を採取し核融合の火を地上で灯すよりはクリアが容易いと思えてしまう。

絵空事で無いのなら、早速直ぐに実証実験を始めるべきだと思う。





落差1000mと云えばペルトン水車になるのだろうが、この場合・・・は可変カプラン水車デリア水車を採用するのだろうか?

無知蒙昧な文系ならではの恥を晒すと・・・この発電システムで私が疑問に思う事が1つだけある。

1000mの真っ直ぐなパイプを想像して、海上から水を注ぎ込んだら1000mの落差で水は落ちていかない筈。そもそも落差1000m分のエネルギーを持って水が落ちていく・・・とは思えない事だ。何故なら水車の周囲にも100気圧の海水が在るからだ。「上部浮体構造物」から取り込んだ海水を「下部潜水発電部」に送り込み、「下部潜水発電部」を沈めた水深分の落差で水力タービン発電機を回して発電をするのは了解したが、発電前の海水が1000m余の落差をスムーズに下り、発電後の海水がスムーズに排出されるのだろうか?と云う疑問を抱いている。勿論、「上部浮体構造物」で発電した電力で、海面近くの海水を圧送するのカモ知れないが原発200基分の電力で海水を圧送したら原発1000基分の発電が出来る訳でも無いだろう。

海洋温度差発電と云う技術が在るのだが、沖縄県産業政策課は久米島町にある海洋深層水研究所において2013年初頭に100kw級の発電プラントを設置し、商用化に向けた実証試験を開始すると公表している。が、この密度の低いエネルギーを活用する為に種々の問題が新たに見つかっていている。その1つが深い海の低い温度の海水を汲み上げるエネルギーだ。このエネルギーよりも温度差発電の発電量が上回って初めて臨界に達し正味電力が発電される。

勿論、汲み上げと送り込みのエネルギーは大きく違うと思うが・・・。送り込みと排出に関わる電力が、「下部潜水発電部」の発電量より小さければ・・・正味電力は得られるだろう。ま、こんな事を無知蒙昧な文系が悩んでみても仕方がない。頭の良い人達が出来ると云っている事を疑ってみても仕方がないので・・・実用化される日を愉しみに待ちたい。

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