切り紙で太陽光を効率よく集光する太陽電池
2015 / 10 / 17 ( Sat ) 09:49:40
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 今朝の東京は雨です。

 除湿機を使って洗濯物を乾かしています。

 おはようございます、kakisakasanです。


 ええっと、まずはこちらの画像を見て頂けますでしょうか。

 太陽光パネル

 これ、何だか分かります?

 これね、太陽光パネルなんですよ。

 日本の切り紙細工からヒントを得た米ミシガン大学の研究者が、七夕飾りの「網」のように広がる太陽電池を開発。

 太陽の動きに合わせてこの太陽電池を引っ張りることにより、太陽光を受けやすい表面へと傾くようになっています。(9月8日に「Nature Communications」に掲載)

 太陽の位置は刻々と変わっていくのに、太陽電池パネル自体は基本的に動かないため、自動的に太陽を追尾する架台の上に載せないかぎり、常に最適な角度で太陽光を受けることは出来ませんよね。

 仮に、それを実選しようとすれば、大変なお金がかかるわけですよ。

 これは太陽電池における根本的な問題なわけですよ。

 では、どうすればよいのか?

 それを解決するために発表されたのが今回の論文なんですよ。

 切り紙式太陽電池は、細かい切り込みを入れた柔軟なガリウムヒ素薄膜からできています。

 この太陽電池を引っ張ると、表面に小さな傾斜が生じ、太陽の動きを約120度にわたって追跡できます。

 ただ…

 論文の共同執筆者であるミシガン大学のエンジニア、マックス・シュタイン氏によりますと、切り込みを入れた薄膜は、従来の太陽電池より30%も多く太陽エネルギーを集められますが、その代償として、太陽電池パネルの大きさが約2倍になってしまうそうなんです。

 つまり、パネルを引っ張るので、伸びるためのスペースが必要になるって事なんですよ。

 それでも、米国立再生可能エネルギー研究所で太陽電池パネルのデザインと効率を評価している科学者のキース・エメリー氏は、このコンセプトを「エキゾチック」で「巧妙」で「最も奇妙」と評価しているそうです。

 ただ、しかし…

 ミシガン大学の論文はまだ概念実証の段階にあり、切り紙式太陽電池が研究室の外で稼働するまでには「未解決の問題や、さらに問題が出てきそうな領域をいくつも乗り越えなければなりません」と言っています。

 例えば…

 この材料は連日の伸縮に耐えられるのだろうか? 極端な高温や低温には? 太陽電池を動かすのに必要なハードウェアやエネルギーはどうするのか?

 シュタイン氏自身も「太陽電池パネルを引っ張るのに必要なエネルギーは非常に小さいので、大きなモーターは不要なのですが、実用化にはさらなる研究が必要です」と言っています。

 まあ、新しいものを生み出すときには、試行錯誤の連続ですから、一朝一夕で出来るものではありません。

 問題は山積みも、それを乗り越えれば、クリーンエネルギーを飛躍的に拡大させることが出来るわけですから、是非とも頑張ってほしいです。

 という事で、kakisakasanもひとつアイデアを提案。

 このパネルの発想は、直接太陽光をパネルに当てることを前提にしていますが、間接的に当てるこことは出来ないのでしょうか。

 つまり、鏡のようなもので光を反射させ、それを太陽光パネルに当てる。

 そうすれば、何も太陽光パネルを伸縮させなくても、反射させる鏡を動かすことで、光の角度を変えることが出来ますから、先に挙げた問題のひとつである「連日の伸縮に耐えられるのだろうか」は解決出来るのではと思うのですが…

 現実はやはり難しいのいでしょうか。


 典拠URL
 NATIONAL GEOGRAPHIC~日本の切り紙「網」の技術で太陽電池の集光3割増 「引っ張るだけ」で2次元が3次元に! 2015.09.14 文=Christina Nunez/訳=三枝小夜子
 http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/091100257/

 


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