【エネ】宇宙で太陽光発電を行い、マイクロ波で地球に送る…京大・篠原教授が挑むワイヤレス給電の近未来

海江田三郎 ★

http://www.mugendai-web.jp/archives/6252

人類が1万年、10万年先も生き延びるために、夜の来ない宇宙で天候や昼夜に左右されず太陽光発電をする
――そんな壮大な計画に挑戦している学者がいる。京都大学生存圏研究所の教授で、
経済産業省委託事業太陽光発電無線送受電技術委員会委員長も務める篠原真毅氏だ。
篠原教授が挑戦しているのは、宇宙に太陽光発電衛星（SPS＝Solar Power Satellite）を打ち上げ、
発電した電気をマイクロ波に変換し地上に伝送して利用するというもの。衛星1基あたりの発電規模は
原発1基に相当する100万ｋＷで、そのパネルの大きさは2km四方というから、
ゴルフ場がすっぽり入るような巨大な太陽電池を宇宙に浮かべることになる。

計画の根幹になるマイクロ波電力伝送技術は、篠原教授らがすでに確立済みだ。他の技術も巨大さゆえのさまざまな課題はあるものの、
基本はクリアできている。経済産業省やJAXA（宇宙航空研究開発機構）は、2045～50年ごろの実用化を目標にしている。
一方、このマイクロ波電力伝送の技術は、地上でもIoT時代の「ワイヤレス給電」の手段として注目を集めている。スマホの充電、
機械やインフラに取り付けるセンサーへの給電など、用途は幅広い。
「エジソンが電球を発明して以来ずっと使われてきたコンセントやケーブルは、やがて私たちの家庭でも不要になる時代がやって来る」
という篠原教授に、壮大な宇宙太陽光発電からワイヤレス給電までの将来展望について伺った。

日本上空の静止軌道で発電し、電気はマイクロ波で地上へ
――まず、SPS（太陽光発電衛星）の基本的な仕組みを、分かりやすく解説していただけますか。
篠原　SPSは気象衛星などと同じように地球からロケットで打ち上げ、約3万6000km上空の静止軌道にとどまって発電します。
地上のメガソーラーより大きい2km四方の大きさの太陽電池が宇宙空間に浮かんでいるだけのことで、
太陽光発電という意味ではとくに目新しいものではありません。ただ、宇宙と地上を電線でつないで電気を送ることはできないので、
代わりに電波（マイクロ波）で送ろうという話です。
衛星1基あたり100万kWを想定しており、2km四方の太陽電池が必要になります。発電した電気は、
電子レンジでおなじみのマグネトロン（磁電管）や半導体でマイクロ波に変換し、
送電アンテナ（フェーズドアレイ、直径2km）から地上の受電アンテナ（レクテナ、同2.5km）に送電します。

受電したマイクロ波は再び直流電気に変換され、電力会社の系統線につなぎます。受電アンテナの面積はゴルフ場ぐらいの広さで、
米国では砂漠を検討していましたが、土地の少ない日本ではシステム図にあるように海上に建設することが有力な選択肢になります。

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