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三鷹光器の太陽熱発電(ヘリオスタット方式) ~太陽光じゃなくて熱?~


 三鷹光器は以前何度か書いたんですけど、久々に名前を見かけたので。

 今までのものは、

  ■三鷹光器 中村義一会長1 ~ユニークな入社試験~
  ■三鷹光器 中村義一会長2 ~日本の良くないところ~
  ■三鷹光器 中村義一会長3 ~「いいもの」を作るには~
  ■三鷹光器 中村義一会長4 ~「専門家」ではいけない~
  ■三鷹光器の技術
  ■三鷹光器 技術の重要性
  ■すべての工程を一人に任せる~三鷹光器のやり方~

 で全部かな?


 今回は太陽熱発電、震災復興モデルに 長野・富士見で実験(朝日新聞、2011年11月23日1時3分 山田新)という記事から。

 長野県富士見町の旧南中学校敷地で、光学機器メーカー「三鷹光器」(東京都三鷹市)が、太陽光を集める「ビームダウン式太陽熱集光装置」と蓄熱装置を組み合わせてエネルギーをつくる実験を始める。

 装置は、太陽を追尾する新型の反射鏡(ヘリオスタット)で集めた光を、高い位置にある鏡でさらに地上に置かれた集熱装置に集める、同社の特許技術を使う。発生した高熱を溶融塩といわれる特殊な液体を満たした蓄熱装置にため、発電する。(引用者注:この部分について追記で後述)

 通常の太陽光発電が夜間は発電せず、昼間も発電量が天候に左右されるのと違って、安定した出力を維持できる特徴がある。

 最後の一行がよくわからず。

 太陽を追尾するのと、反射鏡(ヘリオスタット)で効率的に集光するので、昼間も安定……てのは説明できますが、夜の説明がないような?

 記者は書いていて疑問に思わなかったのでしょうか?どこかで書いているのかもしれませんけど、わかりにくいと思います。

 とまで書いておいて、蓄熱だからと気付きました。状態の良いときに熱を貯めておけば、後は長時間安定して発電できるってことですかね?


(2012/11/2追記:メールをいただきました。ありがとうございます。

"× > 発生した高熱を溶融塩といわれる特殊な液体を満たした蓄熱装置にため、発電する。
○ > 発生した高熱を熔融塩を満たした蓄熱装置にため、発電する。

融解熱の大きい塩類を高温に加熱して熔融させて太陽熱エネルギーを蓄積する方式。
 末尾の行はその解説・評価で、常用漢字が邪魔して「熔融」を使えず「溶融」となったための誤解と思われ。蓄積熱を夜にも利用。"

 ちょっと検索してみましたが、熔融塩というのは放熱すると再び固体になるそうな。昼に熱を得て液体に、夜にその熱を使って固体にという繰り返しなのかな?

 ちなみにトリウム熔融塩炉という放射性物質を用いた発電方式も検討されているようです)


 今回使われるヘリオスタットは直径50センチの鏡10枚で1基。これを約200基、旧校庭に並べ、高さ20メートルの塔の大きな凹面鏡に光を集め、地上の集熱装置に光を落とす。出力250キロワット級の発電装置となる。「太陽蓄熱発電」実用化へのさまざまなデータをとるほか、余熱で農業用ハウスの温度調節の実験もする。元校舎は装置の生産拠点となる。

 事業費約3億円で、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の補助金2億円を受ける。

 同社の中村勝重社長によると、この装置をつくるのに様々な技術が必要だが、その多くは町内の企業で請け負うことが可能。「半導体を使う通常の太陽光発電装置は大手しかできず、地域の活性化につながらない。ヘリオスタットだと、地元の雇用をつくりだせる」と強調する。

 同社富士見町研究所として、技術面と同時に、地域での雇用創出も含めて大規模な実用化への試みがスタートした。来年夏には装置が完成の予定だ。中村社長は「将来、震災被災地の海岸沿いでこの方式により発電し、余った熱を利用してハウス栽培や海水の淡水化ができるといいと考えている。地元企業の参加で復興につなげたい」と夢を語る。

 「太陽光発電装置は大手しか」という話がありましたけど、今の太陽光発電はちっとも環境に良くないって話をする人もいますし、別なのがどんどん出てくるのは良いですね。


 これだけメモしてあと何か出てきたら1つ分にと思っていたら、あっという間に年も明けてしまいました。

 早く使っちゃいたいので、もう一記事くらい読んでからと思って苦労しつつ探していると、三鷹光器と国立天文台、太陽を追尾する「太陽光集光実験装置」を開発 ~これぞリアルソーラーシステム? 太陽熱発電システムの実現を目指す(Impress Watch 森山 和道 2009/8/18 00:11)というのを見つけました。こちらの方がずっと詳しいです。

 この記事は"宇宙観測機器の設計製造会社である三鷹光器株式会社と国立天文台は8月17日、「太陽光集光実験装置」を開発したと発表し、記者会見を行なった"ことに関してですが、まず、最初の記事にはなかった開発の背景について。

 天体観測においては常に問題となるものの一つに、電源があるという。天文台は電力インフラが整備されていない山の上などに設置されることが多いからだ。観測機器を動かすにしても電源が必要となること、それが今回の研究に協力した理由の一つだという。また、今回のような太陽熱利用発電は世界各国で研究開発が行なわれているが、意外と太陽観測の技術が使われていないこと、それもまた国立天文台が協力した理由の一つだと述べた。

 たとえば海外の同様の設備には赤道儀が使われておらず、複雑な制御を必要とするものが多い。今回の装置は機構に従来の太陽観測装置と同様の仕組みを取り入れ、小型のモーターと光電センサーを使った。まだエンジニアリング段階のため発電効率のコスト計算などは行なっていないが、比較的安価に、過酷な環境でも安定して使えるものとなっているという。

 太陽熱を利用した発電は主に海外で進められている。同社では集光ミラーの表面形状(粗さと歪み)を、やはり同社が開発した非接触三次元測定装置で測定した。するとミラーの精度が粗いことが分かったため、まだ外国製にこれからでも追いつけるのではないかと考えたのだという。なおこの測定装置はレーザー光とマイクロレンズアレイとを制御することで、1nmから130mmまでをダイレクトに測定できる世界で唯一の機械だという。

 海外では1基で120平方mの大きさのヘリオスタット群を数値制御で動かしており、駆動系にもコストがかかっている。いっぽう今回、三鷹光器が作ったものは焦点距離30mで直径50cm、反射率90%のミラーを小型機で32枚、大型機で92枚組み合わせた小型ヘリオスタットで、コンピュータ制御は使っていない。太陽電池パネルを使った光電センサーに光があたっているかいないかでモーターが回転し、向きを制御する簡単な仕組みとなっている。


 既存のものは工夫されていなかったんですね。太陽観測の技術なんかは任せておけという感じで、腕が鳴ったのでは?

 また、「天文台は電力インフラが整備されていない山の上などに設置されることが多い」という条件に応えられる仕様のため、「特に離島や島国でのエネルギー源として使えるものにしていきたい」という意向があるようです。


 「いまある技術で環境問題をなんとかしたい。そこで提案するのがこのシステムだ」(中村社長)や、最初の記事の「多くは町内の企業で請け負うことが可能」とありましたけど、それを可能にするってのが余計難しいと思います。

 三鷹光器の技術の高さ……と思いますが、「いまある技術で」と書いているので「技術」とは言わないのかな?設計能力の高さとでも言いましょうか?


 あとは価格が気になるところですけど、どうなんでしょうね?

 今回の発表では多数のミラーを使用した大型のものでしたが、

"今後は、ミラー4枚からなる小型のシステムを作成し、それをたくさん並べる方式を検討していく。そのほうが運用コストも低く、運搬も容易で安全面でもベター、大量生産にも向いているという"

 という話はありました。


 三鷹光器の記事を処理するより先に、太陽光発電の関係では再生可能エネルギーの全量買取制度 価格設定の課題というのを書きましたが、今後どんどん技術的な発展を遂げてくれることを期待しています。


 関連
  ■三鷹光器 中村義一会長1 ~ユニークな入社試験~
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  ■三鷹光器の技術
  ■三鷹光器 技術の重要性
  ■すべての工程を一人に任せる~三鷹光器のやり方~
  ■再生可能エネルギーの全量買取制度 価格設定の課題
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