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スターリングエンジンって・・・・

スターリングエンジンって・・・・


スターリングエンジンを使った太陽発電施設
Will Wade




 南カリフォルニアに広がる不毛の砂漠にあるのは、容赦なく照りつける日差しと何の障害物もない広大な空間だけ――世界で最も野心的な太陽エネルギープロジェクトにはうってつけの場所だ。



 南カリフォルニアの電力会社2社、サザン・カリフォルニア・エジソン社とサンディエゴ・ガス・アンド・エレクトリック社(SDG&E)は、この地でそれぞれ太陽発電施設の展開を計画している。両社によると、計画中の発電所は既存の太陽発電施設をはるかに凌ぐ規模で、化石燃料を使用する発電所に匹敵する施設になる可能性があるという。

 この2社と提携するのが、アリゾナ州フェニックスのスターリング・エナジー・システムズ社。同社は、大きくて効率の高い集光器と200年の歴史があるスターリングエンジンの仕組みを組み合わせた発電装置を手がける新興企業だ。

 スターリング社は、2つのソーラーファームの建設を計画している。1つはエジソン社向けに、カリフォルニア州ビクタービル近くのモハーベ砂漠に建設する発電容量500メガワット級の施設。もう1つはSDG&E社向けに、300メガワット級の施設を同じくカリフォルニア州のキャレキシコ近くのインペリアル・バレーに建設する予定だ。電力会社2社はこれらの施設が発電するすべての電力を20年にわたって購入する契約を締結しており、仮にそれらの発電施設がうまくいけば、施設を拡大するオプションも設けられている。

 エジソン社の広報担当ジル・アレクサンダー氏は次のように述べた。「これは間違いなく、世界最大の太陽発電プロジェクトだ。全米の太陽エネルギープロジェクトを合わせた規模をも凌ぐものになるだろう」

 アレクサンダー氏によると、石炭やガスを利用した従来の発電所の発電量が通常500~1000メガワットなのに対し、現在の太陽発電施設では35~80メガワット程度にとどまるという。米エネルギー省のエネルギー情報局(EIA)の報告では、2004年末の米国の太陽発電容量はわずか397メガワットとされている。

 「このプロジェクトは、太陽エネルギーが大々的に商業ベースに乗る初のケースとなるかもしれない」とアレクサンダー氏は言う。「メジャーの仲間入りだ」

 スターリング社は、光電池――何十年もの間、太陽発電の中核を担ってきた――の代わりに高さ約12メートルの放物面型集光器(写真)を使い、太陽エネルギーをスターリングエンジンに集める。

 スターリングエンジンはシリンダー内に水素を詰めて完全に密封したシステムで、外部燃焼エンジンとも呼ばれる。考案されたのは1816年。スコットランドの牧師でもあった発明者ロバート・スターリングにちなんで名付けられた。1点に集められた太陽エネルギーの温度は摂氏732度に達し、これが水素を熱して膨張させ、エンジンの4つのピストンを動かす仕組みになっている。

 スターリングエンジンは200年間にわたり存在しているが、これまで動力源として太陽を利用しようという取り組みはほとんどなかったと、スターリング社のブルース・オズボーン最高経営責任者(CEO)は話す。

 オズボーンCEOによると、スターリング社の集光器の変換効率は30%――太陽エネルギーの30%が電力に変換される――で、従来型の光電池の2~3倍効率が高いという。

 「ソーラーパネルはより一般的になり、効率も改善されてきたが、まだまだだ」とオズボーンCEOは言う。

 オズボーンCEOによると、エンジンは密封されたシステムで詰め替えの必要がないため、同社の集光器はメンテナンスが容易だという。これは、砂漠の真ん中に設置される大規模な施設にとって重要な要素だ。実際、システムに唯一必要な資源は「数週間ごとにミラーを洗浄するためのわずかな水」だけだという。

 スターリング社は現在、コンセプトを披露するためにサンディア国立研究所で6つの集光器を使った試験施設を運営している。ただし、商業契約のプロジェクトとしては、エジソン社とSDG&E社の発電施設が初めてのものとなる。

 エジソン社のプロジェクトでは、第1段階として、40の集光器を使った1メガワットの試験施設を建設する。これは2007年春に完成する予定。そして2008年中頃から3~4年がかりで、最終目標である500メガワットの施設を建設する計画だ。ゆくゆくは約18平方キロの砂漠に、発電容量が最大25キロワットの集光器が2万個並ぶ(イメージ)ことになる。

 SDG&E社向けの300メガワットのプロジェクトについては、スターリング社は2008年後半から建設に着手し、約2年かけて8平方キロの土地に1万2000個の集光器を設置するという。

 両社とも、施設の建設費用や電力の購入価格については明らかにしていないが、コストは従来の石炭やガスと大差がないとしている。
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 ただし、原油価格が高騰するにつれ、化石燃料を使用する発電コストが上昇する可能性もある。

 「近いうちに、太陽発電のほうが安くなるかもしれない」とオズボーンCEO。

 調査会社、米クリーン・エッジ社の創立者の1人、ジョエル・マコワー氏は、スターリング社の太陽熱発電システムについて、すばらしいと思うがまだ立証されたわけではないと指摘した。1つ有望な点は、電力会社2社がこの新技術にかかわろうとする姿勢だという。

 「今のところ、すべて机上の計画に過ぎない。何も実現していない。そして、実現するまではどんなコストがかかるのかわからない」とマコワー氏は述べた。

 とはいえ、マコワー氏は楽観しているという。

 「光電池は実用的な規模の太陽発電技術の第1世代だった」とマコワー氏は言う。「スターリングエンジンは第2世代になりそうだ」
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  1. 2005/11/21(月) 09:01:03|
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