極東極楽 ごくとうごくらく

豊饒なセカンドライフを求め大還暦までの旅日記

末の松山波越さじとは

2018年03月16日 | 環境工学システム論

 

      
                                        

2 作 戦

※ 「兵は拙速を聞く。未だ巧の久しきを観ず」-この篇では短期戦論が強調される。それ
は万全の準備に裏付けられ、一切を集中することによって、最小の犠牲で最大の効果をあげ
るのである。
 

「智将は敵に食む」

戦上手は、壮丁の徴用や糧抹の輸送を二度三度と追加するようなことはない。また、国内か
らは軍
需品だけを運んで、糧抹は敵から奪いとる。こうすれば、不足するはずがない。戦争
によって国力が
疲弊するのは、軍隊、武器、糧株をはるばる輸送しなければならないからだ
。遠くで戦えばそれだけ
人民の負担は宣くなる。また軍隊が駐屯する地方では物価が騰貴す
る。物価が騰貴すれば、人民
の生活が窮迫し、国家財政も逼迫する。その結果、国家は、ま
すます賦役を宣くする。かくして国力
は使い果たされ、人民の生活は底をついて、国全体が
貧しくなるのだ。人民は全所得の三分の二まで税金にもってゆかれ、国家財政は、車輛の破
損、軍馬の損失、武器の調達、輸送手段の消耗などによって、半分以上も費消されてしまう。

知謀にすぐれた武将は、こういう事態を避けるためにも、糧抹を敵地で調達するように努力
する。敵地で調達した穀物一鍾は自図からはるばる運んだ穀物の二十節分にも相当し、敵地
で調達した飼料一石は自国からはるばる運んだ飼料の二十石分に相当する。

〈鍾〉一鍾は六石四斗

敵を補給源に「われわれの基本方針は、帝国主我と国内の敵の軍需工業に依存することであ
る。われわれはロンドンと漢mの軍需工場に権利をもっており、しかも敵の輸送隊がこれを
運んでくれる。これは真理であって決して笑い話ではない」(毛沢東『中国革命戦争の戦略
問題』1936年)



【下の句トレッキング:末の松山波越さじとは】

東日本大震災から遡ること1142年前の869年7月9日、貞観地震(マグニチュード
(M) 8.3 - 8.6,での大津波に都人にとって金や馬の産地であり憧憬の土地だったとされる東北
地方は、宮城県多賀城市周辺が飲み込まれる――当時、「こさじ」という名の少女が妖怪の
猩々に教えられ、大津波のときに末の松山に逃げ一命をとりとめたとする昔話――が貞観津
波の記録として『末の松山浪こさじ』と言い伝えられてきている。その貞観地震から古今和
歌集の成立まで約40年。記憶の風化とともに恋愛の歌枕に変化していく。
このように不思
議に思える自然現象を詠み込んだ百人一首の歌も少なくはないが、各地の名勝を詠み込んだ
歌枕には歌人の知られざる祈りが込められているのだろうとされる。

さて、深養父の孫で清少納言の父であった清原元輔(908-990) は、平安中期の歌人、三十六
歌仙の一人で清梨壺の五人の一人として『後撰集』を編纂。
恋人の心変わりをとがめる歌
とされる。男女の変わらぬ愛の誓いを松山の美しい景色にたとえた「末の松山(枕詞)浪こ
さじ」は、みちのくを代表する格調高い歌枕として百人一首、古今和歌集や西行法師、藤原
定家ら多くの歌人に詠み継がれている。


契りきなかたみに袖をしぼりつつ末の松山波越さじとは      清原 元輔


誓い合いましたね。お互いの涙で濡れた袖を絞りながら。心変わりをすれば波が越すという
末の松山を波が越すことがないように、私たち二人の愛も決して変わりはしないと。

We promised each other that we would always be there for each other, as we wrung the
sleeves of our kimonos wet with our tears. We swore that Sue-no-Matsuyama would be
inundated with waves if we ever broke our promise, and so we for Sue-no-Matsuyama
we vow that our love will never change. (Source; 「小倉百人一首の全首を見る|小倉百人一
首殿堂 時雨殿」)

 

   No.170

【エネルギーストレージ篇:米エネルギー蓄電市場1ギガワットアワー超】 

3月6日、GTMリサーチ社と米エネルギー貯蔵協会(Energy Storage Association: ESA)は、
2013~17年の5年間で系統連系型のエネルギーストレージ設備の累積導入容量が1ギガワッ
トアワーを超えたことを発表。同社予測によると、2018年単年で1.233ギガワットアワーの
系統連系型エネルギーストレージが導入され、今年だけで2017年までの累積導入容量を超え
る(下図)。





2017年の米エネルギーストレージ市場は前2016年比で27%拡大したが、特に成長した分野
は、「ビハインド・ザ・メーター(Behind the meter)」と呼ばれる需要家サイドに設置され
る蓄電池で、2016年比で79
%増加。これらの蓄電池は主に分散型太陽光と併設され、太
陽光発電の余剰を系統網に流さずに貯蔵して自家消費する。その反面、「ビハインド・ザ・
メーター」に対して、主に電力会社などの電力系統側に設置された蓄電池を「フロント・
オブ・ザ・メーター (Front of the Meter)」と呼ぶ。フロント・オブ・ザ・メーターとし
ての蓄電池は、2017年に総導入量の65%を占めるものの、2016年と比べると構成比率は
14%減。

● 長周期/短周期変動で蓄電容量が異なる

このことは、フロント・オブ・ザ・メーター市場では平均放電時間が長い蓄電池の導入が
増えている。これは、長周期対策向けの蓄電池市場が成長していることを意味し、蓄電池
の性能は、瞬時にどれだけの電力を流せるかを表す瞬時最大電力である「出力(単位:W)
」と、どれだけの電気を充電または放電できるかを示す「容量(単位:Wh)」の2つがあ
り、用途によってどちらを重視するかが異なってくる。
2016年に米国に導入されたフロン
ト・オブ・ザ・メーター向けの大型蓄電池は、地域により用途が異なりことなることがわ
かっている。例えば、
カリフォルニア州独立系統運用機関(California Independent System
Operator: CAISO
)管内では、長時間の放電時間を必要とする長周期変動向けが多いことか
ら、比較的出力が小さく、大容量の蓄電池のニーズが高い。
一方、ペンシルバニア州を中
心に米国中東部の13州およびワシントン DC 地域にまたがって、電力市場を運営する独
立系統運用者および地域送電機関として機能している。アンシラリーサービス市場向けな
ど短周期変動向けの蓄電池が求められ、低容量だが高出力の蓄電池の導入が進む傾向があ
る。

例えば、カリフォルニア州では太陽光発電などの再生可能エネルギー導入の活発化に伴い
ダックカーブ現象と呼ばれる需給ギャップなどの悪影響が顕著となり、同州の大手民間電
力会社(Southern California Edison(SCE)社、PG&E社、米San Diego Gas & Electric(SDG&E
社の3社に、2020年までに合計1325MWの蓄電池の設置を義務付る。州政府が電力会社に
対しエネルギーストレージ設備の設置を義務付ける法律を制定したのは、米国で初めてで
カリフォルニア州では、2016年までに120MWのフロント・オブ・ザ・メーター向けの向け
の蓄電池が導入された。EIAのデータでは、カリフォルニア州で導入されたで蓄電池の平
均出力は5.7MWと小さく、平均放電時間は4時間弱と長期傾向にあり、PMJと違りCAISO
管内では、周波数調整向けの他、高速応答、電圧調整・無効電力抑制、負荷追従、システ
ムピークカット、負荷抑制・安定化、アービトラージ(裁定取引)、バックアップパワー
など、用途が多様化する。


因みに、米エネルギーストレージ協会は2025年までにエネルギーストレージを累積で最低
35ギガワット導入計画(35X25)目標を掲げる。また、GTMリサーチ社は、2019年には
エネルギーストレージ市場の規模は1兆6百億円を超え、2023年には4兆3百億円にまで
成長すると予想されている反面、コバルトニッケルなどの鉱物資源のリサイクル事業の早
期立ち上げを考えておかないと価格高騰のリスクが予想される。



【ソーラータイル篇:ペロブスカイト太陽電池に10倍の耐久性】

3月9日、東京大学は、電子を受け取る能力が高い「リチウムイオン内包フラーレン」を
有機半導体に加えることで、空気や水に対してより安定性が高いペロブスカイト太陽電池
を開発。リチウムイオン内包フラーレンの疎水性とリチウム内包フラーレンの抗酸化作用
により、従来のペロブスカイト太陽電池より耐久性を10倍向上。 ペロブスカイト太陽電
池は、20%近いエネルギー変換効率を示す一方で、発電層に使われる有機金属ペロブスカ
イトは水や酸素に対して非常に不安定で耐久性に課題を持つ。しかし、電荷選択層である
ホール輸送層に用いられる有機半導体は、ホールを輸送する特性が十分でないため、吸湿
性のあるリチウム塩を混ぜたり(ドープする)、酸素を使って電子を引き抜く(ホールを
ドープする)必要があり、ペロブスカイトとの間で矛盾があった。


今回、従来のリチウム塩に代わって、リチウムイオン(Li)をフラーレンC60の殻で包ん
だ新しいリチウム塩(リチウムイオン内包フラーレン、Li@C60)を用いた。リチウムイ
オン内包フラーレンは、日本のベンチャー企業が開発したもので、Liが疎水性のC60
中にあるため吸湿性が低く、高い電子親和力を持つ。また、電子を引き抜く酸素が不要で、
有機半導体spiro-MeOTADから電子を引き抜くことが可能。 従来のペロブスカイト太陽電
池は、未封止であるとリチウム塩を含む有機半導体層が周囲の水を引き寄せ、50時間で動
作しなくなる。今回開発したリチウムイオン内包フラーレンを含むペロブスカイト太陽電
池は、未封止の素子では約50時間かけてゆっくり変換効率が上がり、最高効率点から、約
500時間かけて効率が低下することを確認。最高点でのエネルギー変換効率は15.8%。
また、封止した素子では、疑似太陽光連続照射千時間で効率低下10%以内に収まり、ペ
ロブスカイト太陽電池の実用化の目安とされる条件をクリアした。長寿命化を可能とする
材料を見出したことで、実用化に弾みとなる。




【ソーラータイル篇:単結晶太陽電池のコスト大幅減 薄膜作製技術開発】
 

3月□日、東京工業大学らの研究グループは、結晶欠陥密度をウエハーレベルまで低減し
た高品質な単結晶シリコン薄膜を、従来手法の10倍以上となる成長速度で作製に成功し
たことを公表。同技術では原料収率も百%近くとなるため、単結晶バルク型太陽電池の発
電効率を維持したまま、製造コストを大幅に低減した薄膜型太陽電池の製造が可能となる。

単結晶太陽電池は薄型化することにより、単結晶バルク型太陽電池モジュールの約40%を
占める原料コストを大幅に低減できると見込まれており、さらにフレキシブル化、軽量化
による用途の拡大、設置コストの低減も期待されている。
また、多数の細孔を持つナノ構
造のポーラスシリコンで単結晶シリコン薄膜をリフトオフ(剥離)し製造する単結晶薄膜太
陽電池は、有望な次世代太陽電池として注目されている。しかし、高品質な薄膜の形成、
容易にリフトオフ可能なポーラス構造の実現、成長速度と原料収率の向上、リフトオフ後
の基板を再利用できるようにすることなど、複数の技術的な課題があった。



同技術では、単結晶シリコンウエハー表面にポーラスシリコンを2層生成し、東工大独自の
平滑化技術であるゾーンヒーティング再結晶化法(ZHR法)によって表面をならすことで、
高品質な薄膜形成と薄膜の容易なリフトオフを両立する基板を作製した。
この基板上へ薄
膜を高速成長させるため、早大が開発した急速蒸着法(RVD法)を活用した。従来手法であ
る化学蒸着(CVD)の製膜速度は最大で毎時数マイクロメートルオーダー、原料収率は10
%程度、RVD法では毎分10マイクロメートルの速度で製膜が可能になった。また、リフト
オフ後の基板もRVDの蒸発源として利用できるため、原料損失を大幅に低減できることもメ
リット。

今後、太陽電池の性能に関わるパラメーターの1つである薄膜のキャリアライフタイムの測
定を行うことや、実際に薄膜から太陽電池を作製して同技術の実用化を目指すという。ま
た、30%超の発電効率が期待され複数のpn接合を持つ構造の、タンデム型太陽電池の低コ
ストなボトムセルとしての利用も検討する。

 

【ソーラータイル篇:世界初雪が解ける太陽光発電システム】 

3月12日、環境システムヤマノ(福島県須賀川市)は、世界で初めて人力による除雪作
業を省力化できる「融雪機能付き太陽光発電システム」を開発したことを公表。効率良く
融雪して発電量を増やすことができ、条件によっては雪国特有の融雪エネルギー代をゼロ
にできるという。東北6県および全国降雪地域で2018年5月から販売を開始する。

降雪地域では冬の期間、屋根などの雪下ろしに時間と労力を費やしている。一方、近年は
若者の減少で過疎化が進み、高齢者による屋根雪処理中の転落死亡事故や落雪による近隣
とのトラブルもみられる。さらに、人手不足で賃金が高騰する影響で、屋根の雪下ろしが
進まず、家屋の倒壊するといった被害も起きている。
 

この雪下ろしを省力化する方法として、融雪ヒーターや化石燃料による不凍液循環融雪システムを
導入している家庭・自治体が多数あるが、二酸化炭素の排出といった環境負荷や、化石燃料費の
変動によって融雪費用の負担が増大している。今回開発した太陽光発電システムは、電流を逆流
させて太陽光パネルを加熱して雪を融かすシステムを搭載。独自開発したセンサーが降雪を感知
すると、自動でヒーターが作動し数分で発熱する。ヒーターは片側ずつ発熱し、雪が解けると一定
時間で反対側を加熱する。これにより、融雪電力契約の基本料金を抑えられる。 

 



雪国では積雪により太陽光発電には不向きといわれているが、これを解消するため同社は
、単結晶太陽光発電パネルとアモルファス太陽光発電パネルの両方を採用。日差しが強い
南面屋根に単結晶シリコン型太陽光パネル、北面など日差しの弱い屋根には薄膜のアモル
ファスシリコン型太陽電池を設置する。2種類の太陽電池を組み合わせることで屋根全体を
覆うことができ、全体の発電効率を高められるという。これにより売電量が増え、同社の
実証では、融雪に掛かるランニングコストを相殺できたとしている。
システムの施工費は
屋根形状により異なるが、1平方メートル当たり6~8万円が目安になるとしている。



❏  特許事例:特開2016-079805  融雪装置


【概要】

下図のように外部電源からの電力を加熱手段に供給するときにもコストを低減できる融雪
装置を提供にあって、所定の日照条件を満足する屋根の部位に配設された単結晶シリコン
系太陽電池3と、それ以外の部分に配設されたアモルファスシリコン系太陽電池4と、屋根の
積雪を検知する積雪センサ5と、積雪センサ5により積雪が検知されたときを除いて太陽電
池3,4で得られた電力を外部回路9に供給し、積雪センサ5により積雪が検知されたときには
外部電源10の電力を太陽電池3の導電体及び太陽電池4自体に供給する制御手段6とを備える
。積雪センサ5により積雪が検知されたときには太陽電池4自体を融雪のための加熱手段と
する構成とした。


 【符号の説明】

1…家屋、  2a,2b…屋根、  3…単結晶シリコン系太陽電池、  4…アモルファスシリコン系太陽
電池、  5…積雪センサ(積雪検知手段)、  6…制御手段、  7…判定手段、  8…切替手段、  9
外部回路、  10…外部電源、  15…フレーム、  16…透明導電体、17,18…着雪防止部材。

 Mar. 12,, 2018

【抗大気汚染戦争に勝利した中国】

2014年3月4日、中国の李克強首相は、全国人民代表大会で約3,000名の代表者に、国家貧困
との戦争を宣言したときに公然と宣言する。
この声明は、経済成長を環境に配慮するという
国の長年の政策から逸脱し、多くの人々が中国が本当に遵守するかどうかを疑問視した。
その宣言の4年後のデータは、中国は過去最高のペースで勝っている。 特に、都市では、
空気中の微粒子の濃度を平均して32%、その4年間で削減する。公害防止運転のスピー
ドは、人件費に関する重要な疑問を提起するが、中国がこれらの削減を維持すれば、住民
が健康に大きな改善を示し、数ヶ月または数年の寿命を伸ばすことを意味する。

首相の演説前の数ヶ月間に、国はすべての都市部で微粒子汚染物質の濃度を少なくとも10
%、さらには一部の都市で低下させる必要がある全国大気質行動計画を発表。北京地域は
公害を25%削減する必要があり、市はその目的のために驚異的な12兆7千億円の予算措
置を施している。これらの目標達に、中国は北京地域を含む国で最も汚染された地域に新
しい石炭火力発電所建設を禁止し、既存のプラントの排出量削減指令、天然ガスへの切り
替えを執行。北京、上海、広州などの大都市では、車の数が制限、鉄鋼生産能力を縮小し
炭鉱を閉鎖した。

米国の大気汚染防止法は、大気汚染の大幅な削減するために 1970年制定から4年間で大
気汚染を平均で20%減少させたが、約12年間の米国の景気後退が続いたが、中国がわ
ずか4年間で32%の削減を達成させている。勿論、大気汚染レベルは依然として中国の
国家基準を超えており、世界保健機関の推奨値を遙かに上回る。中国全土を国内基準に準
拠させるためには、世界保健機関より厳しい基準を遵守するには、4.1年はかかると推
定されている。中国市民の既存利益の維持しながら追加的な改善には、経済成長と環境の
バランスにによるが、早期に大気汚染削減を達せするには、市場に頼るだけでなく、具体
的な工学的な方法に裏打ちされた行動指針を必要としている。

  ● 今夜の一曲

My Heart Will Go On
Song; Celine Dion , Music&Word; James Horner / Will Jennings

Every night in my dreams
I see you, I feel you
That is how I know you, go on
Far across the distance
And spaces between us
You have come to show you, go on
Near, far, wherever you are
I believe that the heart does go on
Once more you open the door
And you're here in my heart and my heart will go on and on
Love can touch us one time
And last for a lifetime
And never let go till we're gone
Love was when I loved you
One true time I hold you
In my life we'll always go on
Near, far, wherever you are
I believe that the heart does go on
Once more you open the door
And you're here in my heart
And my heart will go on and on
You're here, there's nothing I fear
And I know that my heart will go on
We'll stay forever this way
You are safe in my heart and my heart will go on and on

 

 

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