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京都大学「熱エネルギー」を太陽電池が効率よく発電できる波長の「光」に変換することに初めて成功

2016年12月30日 | 再生可能エネルギー

「熱エネルギー」を太陽電池が効率よく発電できる波長の「光」に変換することに初めて成功(2016年12月27日 京都大学プレスリリース)
 http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2016/161224_1.html

 浅野卓 工学研究科准教授、野田進 同教授(光・電子理工学教育研究センター長)大阪ガス株式会社は共同で、熱エネルギーを太陽電池が効率よく発電できる波長の光に変換することに初めて成功しました。これにより、熱エネルギーを利用した発電技術の効率向上が期待できます。

本研究成果は、2016年12月24日に米国科学雑誌「Science」の姉妹紙である「Science Advances」に掲載されました。また、同年2月には光学に関連する世界最大級の国際会議SPIE Photonics WESTにおいて、持続可能社会の実現に寄与する革新的な研究に与えられる賞「Green Photonics Awards」を受賞しました。

 

 

概要

 一般に、物質を加熱すると物質内部の電子の熱運動が激しくなり、さまざまな波長の光を放出(熱輻射)するようになります。熱輻射の一種である太陽光も、可視光線だけでなく、紫外線や赤外線などさまざまな成分を含んでいます。一方、一般的な太陽電池が効率よく電気に変換できる光は、太陽光の広い波長成分のごく一部、可視光線と近赤外線の境界付近の光のみで、他の成分は有効に利用できません。そのため、一般的な太陽電池の発電効率は20%前後に留まっていました。

 これまで本学の研究グループは、熱輻射を自在に制御することが、さまざまな応用におけるエネルギー利用効率向上の鍵であると考え、加熱したときに特定の波長の光のみを発生させる技術の開発等に取り組んできました。そして2012年には熱輻射を中赤外線領域の単一波長に制御することに成功し、また2014年には熱輻射の高速変調にも成功しています。

 一方で、大阪ガスは、さまざまなエネルギーの変換・利用方法について従来から研究を行っています。中でも熱エネルギーの有効利用のために熱輻射を制御する技術に注目していたことから、2013年より本学と共同で本研究を進めてきました。

 今回の共同研究では、シリコンという半導体材料を用いてフォトニックナノ構造を形成することで、高温にしたときに太陽電池が効率よく発電できる波長の光だけを放出する熱輻射光源を開発することに成功しました。太陽光を集光して本光源を加熱した場合、集められた光エネルギーのすべてが太陽電池にとって有効に利用できる光に変換されて放出されます。そのため、その光を太陽電池で受けて発電すると40%以上の非常に高い効率が期待されます。また、熱源は太陽熱に限られないため、燃焼熱等を用いても同様に高効率な発電を行うことができます。

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水素拠点 共同で全国に トヨタ・JXなど、新会社を検討 燃料電池車の普及後押し

2016年05月30日 | 再生可能エネルギー
水素拠点 共同で全国に
トヨタ・JXなど、新会社を検討 燃料電池車の普及後押し
日本経済新聞 朝刊 1面 2016/5/30 3:30
 
トヨタ自動車やJXエネルギーなど自動車・エネルギー大手各社は、次世代エコカーの燃料電池車に燃料を供給する「水素ステーション」(総合・経済面きょうのことば)の全国展開に向け、共同で新会社をつくる検討に入った。いまはエネルギー各社が個別に整備しており、設置件数は目標を大幅に下回る。自動車メーカーも巻き込んで燃料供給網の構築を急ぎ、燃料電池車の普及を後押しする。


 トヨタやホンダ、日産自動車といった自動車大手、JX、岩谷産業、東京ガスなどが加盟する経済産業省の「水素・燃料電池戦略協議会」で詳細を詰める。2017年度をめどに、水素ステーションの設置を進める共同出資会社をつくる案を軸に調整している。

 水素ステーションに必要な水素の圧縮機などをつくる機器メーカーにも参加を呼びかける。出資金の総額は100億円を超える可能性がある。

 新会社が水素ステーションを設置し、運営はJXや岩谷、東ガスなどのエネルギー会社が担う。国は出資せず、設置や運営のための補助金を支給する。各社が個別に整備するより手厚い補助金を出し、新会社を支える。

 燃料電池車はトヨタが14年に世界で初めて市販車を発売し、ホンダも今年3月に投入した。経産省は20年までに4万台を普及させる目標を掲げるが現在までに国内では600台程度しか売れていない。普及のネックが水素ステーション不足だ。

 経産省は15年度までに国内で100カ所の水素ステーションを開設する目標を掲げてきた。現時点ではJXや岩谷産業が個別に設置を進めているが80カ所ほどにとどまる。東京や名古屋などの都市部にかたより、1カ所もない県も多い。設置費用が1カ所4億円にのぼり、年間4千万~5千万円程度の運営費がかかるため「需要の少ない地方では整備に踏み切れない」(水素ステーション事業者)という。

 国内を代表する大手企業が費用を分担することで整備を加速するのが今回の取り組みのねらい。

 燃料電池車は水素と酸素の反応でできた電気で走る。走行時に水しか出さないため「究極のエコカー」とも呼ばれる。

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太陽光価格2割下げ 電気料金転嫁歯止め 政府、3年で 買い取りより使用促す

2016年04月02日 | 再生可能エネルギー
太陽光価格2割下げ 電気料金転嫁歯止め
政府、3年で 買い取りより使用促す
日本経済新聞 朝刊 1面 2016/4/2 3:30

 経済産業省は、企業や家庭が発電した太陽光電気の買い取り価格を2019年度までに今より2割以上引き下げる。買い取り価格を高めにしたことで太陽光発電はいきおいよく普及してきたが、一般家庭に転嫁される料金の負担が重くなりすぎたため価格を適正な水準に下げる。電気を売るよりも、自宅や工場で使うようにうながす。太陽光発電に対する行き過ぎた優遇措置を是正する。(関連記事政治面に)


 12年度にスタートした再生可能エネルギーの「固定価格買い取り制度(総合2面きょうのことば)」は、再生エネで発電した電気を電力会社が一定の期間、同じ価格で買い取るしくみだ。日本では150万戸超が太陽光発電に取り組んでいる。



 買い取りにかかる費用は家庭や企業の電気料金に広く上乗せされる。再生エネが増えるほど太陽光を発電していない一般家庭などへのしわよせが増える。16年度の標準家庭の負担は1カ月当たり675円。制度が始まった12年度の10倍になった。

 いちど買い取りが認められると家庭は10年間、企業向けは20年間、固定した価格で電気を売ることができる。16年度の価格はおもに企業が導入する10キロワット以上の太陽光が24円(以下、1キロワット時あたり)。住宅の屋根などに設置する10キロワット未満は31~33円だ。経産省は19年度までに買い取り価格を大きく下げる。

 企業向けの太陽光電気は16年度の24円から毎年2~3円前後引き下げる。19年度に工場などの大口向け電気料金と同じ水準の17、18円程度にする。さらにコストが安い事業者が優先的に参入できる入札制を導入し、価格をおさえる。

 ソフトバンクグループやシャープなどは各地でメガソーラーとよばれる1000キロワット以上の大型太陽光発電所を稼働している。これらの設備ではすでに長期の買い取り価格が決まっているため影響はほぼない。

 ただ、これから参入をめざす企業は価格下落で利益が減るため、太陽光発電の機運が後退する可能性が高い。

 家庭向けの買い取り価格も17年度以降、毎年2~3円前後引き下げる。19年度には標準家庭の電気料金とほぼ同じ24円ほどにする。

 経産省は太陽光発電などでエネルギーをまかない光熱費を実質ゼロにする住宅を20年度に新築住宅の半数まで増やす目標を掲げている。買い取り価格を家庭の電気料金並みに下げることで過度な優遇をあらため、自宅で使うようにする。

 政府は30年度に再生エネによる発電割合をいまの10%程度から22~24%にする目標をかかげている。太陽光発電が電力全体にしめる割合は現在、2%程度にすぎず、この目標に沿って7%まで引き上げる計画だ。

 ただ、高値で買い取ってもらえて設置もしやすい太陽光に事業者らが集中したことで、計画中のものも含めると太陽光の設備はすでに国の目標を超えている。政府は価格を引き下げて太陽光の安易な導入にブレーキをかける。

 風力発電についても買い取り価格がドイツやフランスに比べて2倍程度高いこともあり、経産省は引き下げを検討する。

 まだ導入が進んでいない地熱やバイオマス、中小水力などの買い取り価格は維持し、再生エネのバランスのとれた普及を進める。

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トヨタと愛知県、水素の製造もエコに 実証実験、化石燃料使わず廃熱で

2016年02月17日 | 再生可能エネルギー
トヨタと愛知県、水素の製造もエコに
実証実験、化石燃料使わず廃熱で
2016/2/16 15:30 日経夕刊

 トヨタ自動車と愛知県は2017年度から、廃熱を利用して製造する水素を燃料電池車
(FCV)に燃料として供給する実証実験を始める。FCVは走行時に二酸化炭素
を出さないが、水素の製造は一般的に化石燃料を使う。未利用のエネルギーを使うことで、
製造から利用まで環境に優しい水素社会の構築を目指す。
 愛知県が16日に発表した16年度の当初予算案に、事業化に向けた調査費約2千万円を
計上した。愛知県内の廃棄物処理施設などで発生する廃熱をエネルギー源に、水を電気
分解することで水素を製造し貯蔵。各地の水素ステーションなどに運び車両に供給する。
 トヨタは水素をエネルギー源とした燃焼や発電技術を検証し、車両生産工程での水素
利用の実証実験も手掛ける見通し。すでにトヨタはFCV「ミライ」を製造・販売して
いるほか、グループ会社の豊田自動織機が燃料電池フォークリフトを開発している。
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伊藤忠、シェールガス撤退

2015年06月24日 | 再生可能エネルギー
伊藤忠、シェールガス撤退
2015/6/24 3:30 日経朝刊

 伊藤忠商事はシェールガス開発事業から撤退する。25%出資していた米石油・ガス開発会社サムソン・リソーシーズの全株式を同社に1ドルで売却した。伊藤忠は2015年3月期までに同事業で累計約1千億円の減損損失を計上している。原油価格の下落でサムソンの業績が悪化し今後も当面、安定収益を得るのは困難と判断した。大手商社でシェールガス事業から撤退するのは初めて。
 伊藤忠はシェールガス開発を米国でのみ手掛け、既に別の開発会社の株式も売却済み。保有株をほぼ全額減損処理しており、業績への追加の影響はない。
 伊藤忠は11年、米投資ファンドなどとサムソンを買収、出資比率分の780億円を投じた。だが、15年3月期にサムソンが未開発鉱区の再評価をした結果、再度、採掘設備の減損処理を迫られた。伊藤忠は出資比率に応じた損失として追加で435億円を計上、累計の減損額は1千億円規模に達していた。
 シェール事業の採算悪化の影響は大手商社で違いが出ている。住友商事も大型の鉱区から撤退する方針で、15年3月期に1992億円を計上した。一方、先行した三菱商事と三井物産は利益が出ている鉱区もある。そのため、事業継続を前提に原油価格下落の影響のみを減損処理し、減損額はそれぞれ300億円と390億円にとどまっている。
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ソーラーフロンティア社が電気変換13%台(世界初)の曲がる太陽電池を発売

2015年06月22日 | 再生可能エネルギー
高効率 曲がる太陽電池
ソーラーフロンティア、電気変換13%台
2015/6/22 3:30 日経朝刊

 昭和シェル石油子会社のソーラーフロンティアは、光を電気に変える効率が高く、曲げることができる太陽電池=写真=を2018年に発売する。ガラスではなく高機能フィルムを採用し、建造物の曲面に張るなど用途拡大が期待できる。軽くて薄く、設置作業も容易になる。発売時に発電事業者の設置コストを現在より3割減らすことを目標にしている。




 光を電気に変える効率について、新開発品は13%台とガラスを使った同社の主力製品並みを確保した。フィルムを活用する太陽電池はすでに他社が開発しているが、高効率の確保が課題だった。10%超の性能を持つ曲がる太陽電池の投入は世界大手では初めて。
 新開発品は1枚が幅1メートル、長さ1.3メートル。重さは6キログラムとガラスを使った現行品より7割軽くし、薄さは1.5ミリメートルと9割薄くした。水蒸気を通さずに光を通す高機能フィルムを採用した。シンガポールの港湾運営大手と組み、データ測定を始める。
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九州大学が低エネルギーの光を高エネルギーに変換する世界初の技術の開発に成功

2015年06月15日 | 再生可能エネルギー

 

   出典: 九州大学プレスリリース

 

 

 

 

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大林組、山梨でバイオマス発電 100億円投資

2015年06月09日 | 再生可能エネルギー
大林組、山梨でバイオマス発電 100億円投資
2015/6/9 3:30 日経朝刊

 大林組は8日、山梨県大月市に木質バイオマスの発電所を設けると発表した。投資額は約100億円。2017年度に稼働を始める予定だ。発電量は約3万世帯分の消費電力をまかなう1万4000キロワットを計画しており、売電により年間約20億円の売上高を見込む。同社がバイオマス発電を手がけるのは今回が初めて。燃料の一部には周辺から出る間伐材を使う。
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丸紅、フィリピンで地熱発電所建設

2015年06月03日 | 再生可能エネルギー
丸紅、フィリピンで地熱発電所建設
伊エネルと年内に合弁
2015/6/3 3:30 日経朝刊

 丸紅はイタリア電力大手のエネルグループとフィリピンで地熱発電所の建設に乗り出す。年内にも地元企業も含む3社で合弁会社を設立し、掘削調査を始める。エネルは世界中で地熱開発に取り組み、地下探査の技術に優れる。丸紅は東南アジア各国で発電所建設を進めており、アジア攻略を狙うエネルと連携して事業拡大を進める。
 丸紅と、エネル子会社で再生可能エネルギー発電を手がけるエネルグリーンパワー、資源開発の権益を持つフィリピン企業の3社で合弁会社を設立する。出資比率などは今後詰める。IPP(独立系発電事業者)として発電所を建設・運営、発電した電力を売電する。
 1号案件として出力が10万キロワットを超える発電所を建設する。稼働開始は2020年ごろで投資額は200億~300億円規模になるもようだ。
 丸紅は東南アジアで発電所建設に力を入れており、フィリピンでは火力や水力発電所の建設・運営を手がける。近年はインドネシアで地熱発電所を建設するなど、事業の多角化を進めていた。地熱発電は探査に多額の費用がかかりリスクもあるが、開発に成功すれば安定的に長期間発電でき、収益性が高い。世界で地熱開発に取り組むエネルのノウハウを活用し、探査の精度を高める。
 電力不足が深刻なフィリピンでは発電所の開発計画が相次ぐが、輸入燃料に多くを頼る火力発電所への依存が電気料金の高さの一因になっている。火山が多く地熱資源は豊富なため、政府は税額控除や開発の権益譲渡などで企業に地熱発電所の投資を促す。
 エネルは近年、中南米での事業を拡大するなど新興国への投資を増やしている。東南アジアに強い丸紅と再生可能エネルギーの開発で組み、同地域での事業拡大につなげる。
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地熱発電

2015年05月26日 | 再生可能エネルギー
地熱発電に関する記事


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