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【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
- 1 :海江田三郎 ★:2017/01/09(月) 17:47:39.08 ID:CAP_USER.net
- 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。
(続きはサイトで)
- 106 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 06:36:50.05 ID:KGNGAbwM.net
- >>96
テロに使えることを実証すると、ISISが早期実用化を心待ちしています。
- 107 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 06:48:19.57 ID:K+QWw10z.net
- 気になる人は、論文を購入して読んでみそ
http://search.ieice.org/bin/summary.php?id=j99-c_12_634&category=C&year=2016&lang=J&abst=#
- 108 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 07:09:24.79 ID:rR/XJjTb.net
- >>30
雨の日は発電能力ガタ落ち、
砂漠の国ではしょっちゅうパネルの掃除が必要、
トドメに政変やテロで発電所閉鎖破壊
- 109 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 07:11:22.53 ID:I7qboKS1.net
- 軍事転用に期待
- 110 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 07:20:33.06 ID:mt/IvUu6.net
- 照準合わせの問題もあるだろうが
それより大気を通るときの減衰はどの程度なのよ?
- 111 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 08:50:32.84 ID:Nc4ycwf3.net
- >>110
1/10と言われてる
宇宙は地上の10倍効率よく発電できるが地球に送ると1/10に落ちるから
なら結局地上で発電したほうがよくね?って話になる
技術革新があれば別だけど
- 112 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 09:16:42.45 ID:/LgxpcJf.net
- もっと減衰すると思う。それと電力の変換と再変換に伴うロスを含めると、
マイナスだろうな。努力と根性では物理法則は超えられない。
- 113 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 09:47:54.89 ID:GTZUzvGK.net
- >>111
1/10って発電効率?送電効率?
AM0とAM1.5の太陽光スペクトル分布を考慮しても、地上と宇宙の発電方式が同じであれば、発電効率が1/10はありえないな。
どっちにしても大気圏外での発電は、その電力を現地(つまり発電してる場所付近の宇宙)で使わない限りメリットがないと思うね。
少なくとも発電で将来得られると期待される電力量>>打ち上げに必要なエネルギー量でないと、エネルギー収支はマイナスになる。なにやってるかわからん。これに送電ロスを考慮すると、さらに厳しくなる。
ちなみに人工衛星用発電パネルはアホみたいに軽かった。こんなもん宇宙で使えるの?ってくらい。最近のはわからんです。
- 114 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 10:00:38.00 ID:4W8nPGBS.net
- 太陽光パネルのコスパが劇的に良くなってるから宇宙に上げるより
地上に敷いても十分実用的な効率が得られる
- 115 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 10:57:44.27 ID:Df+umJVQ.net
- 未来少年コナン化計画か
- 116 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 11:03:39.17 ID:hn66+6Z0.net
- 「ダイソン球」も実はソーラーパネルだったりしてね。
- 117 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 11:09:41.63 ID:0ENFdAl6.net
- バブル期に乱開発されたゴルフ場が日本全国で神奈川県くらい面積がある
蓄電方法は別途必要だが、これを半分メガソーラーに割けば電力需要をほぼ満たせるそうな
宇宙にパネル広げる必要はない
- 118 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 11:30:27.17 ID:hn66+6Z0.net
- >>117
宇宙にパネルを少しもっていけば、天候が悪いときの電力源の補強になる
という利点がちょっとあるかも。
- 119 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 11:48:07.63 ID:1OAkom/r.net
- 宇宙に工場作って製品落とした方が良くね?
- 120 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 11:56:38.84 ID:+fKe6gA+.net
- >>119
材料上げるの大変じゃね?
- 121 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 12:28:53.92 ID:L6RlEFHA.net
- >>118
そもそも天候が悪い状態では、波長が短い電磁波は大気中の雲や水蒸気で
遮へいされてしまい、地上にはほとんど届かない。
- 122 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 13:08:22.96 ID:f0mhBxX/.net
- >>113
送電効率1/10で
発電効率は10倍
- 123 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 13:25:34.67 ID:kyQ5PHbO.net
- >>120
現地調達へのハードルが高過ぎだもんなぁ
- 124 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 14:16:16.85 ID:fX3R4Rh4.net
- >>1に砂漠の話が出てくるけど砂漠のあるような国なら
ソーラパネルか太陽熱発電で問題はない。だから米国は消極的なんだろう。
JAXAも三菱も本気でやってるっぽいから収支プラスへは持っていくんだろうけど、
その時に別のエネルギーとの兼ね合いで実用化しないかもしれない。
- 125 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 14:40:10.57 ID:kBX4rERP.net
- >>124
砂漠でも夜はあるからな。年間発電量は宇宙の方が10倍にはなりそう
- 126 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 15:20:29.46 ID:fX3R4Rh4.net
- 年間発電量は知らんけど太陽熱発電は蓄熱して夜間発電する構想もある。
昼間に充分な日照がある前提だろうけど。
太陽光発電の場合は地上ではベースロードになりえないので
宇宙に持っていってベースロードにするんじゃないか。
それができないなら、利用価値が薄くなってしまうかもしれない。
- 127 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 15:40:53.84 ID:PX6u+zTc.net
- >>126
太陽光発電は人が常駐する必要ないけど
太陽熱発電は人が常駐しないといけないのでランニングコストがな・・・
- 128 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 18:50:23.31 ID:kLb5Y8hL.net
- 知ってる
アーマードコアに出てきた
- 129 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 19:27:58.09 ID:B1pef7Es.net
- 砂漠は維持管理がどうのって言ってる奴いるけど
丸紅が中東に作った太陽光発電のコストは2円\kwhな
化石燃料の発電で10円\kwhくらい
- 130 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 22:39:07.48 ID:4+rrVpvP.net
- 今のところ地上発電のコスト低下の方が早そう
- 131 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 23:27:43.38 ID:JdHGLvPW.net
- http://nayoga.tuyennguoiyeu.jp/pho/t0110.html
- 132 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 23:35:22.43 ID:mkdFKlpo.net
- >>85
半値角30°って何でそんなアンテナを使うの??
15年位前にまさにこのネタで送電技術の研究をしていたが、
超多素子のアダプティブアレイを使って電子的に半値角1°以下のビームを作るんだよ。
- 133 :名刺は切らしておりまして:2017/01/10(火) 23:50:04.72 ID:xmFf6DwC.net
- オリジナルアイデアはニコラ・テスラ
ついでにフィラデルフィア実験の再現もやってくれ
- 134 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 02:20:10.83 ID:jREaKelk.net
- >>125
地上の砂漠が夜の時、上空の静止衛星も、地球の影に入って太陽の光は届か
ないんですが、そんなことも理解できないゆとり脳が今の理系なんですか?
- 135 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 02:41:11.31 ID:PHcgXzNp.net
- >>134
>>1のソースを確認されたし。
地軸の傾きがあるから静止軌道であれば夜だからといって発電できないわけではない。
静止衛星より別の軌道じゃダメなんかなとは思うけど。
- 136 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 02:59:17.67 ID:jREaKelk.net
- >>132
昔研究してました詐欺ですねぇ。 要するに、イージス艦のフェーズドアレイ
レーダーとか、可聴音で言えば多数の超音波素子を並べたパラメトリック・
スピーカーとかと似た類の原理だろ。
それで、研究費いくら遣い込んで、送受信間の伝送距離がいくらで、何キロ
ワットの送電実験に成功したの??
たとえ照射角1度で送信したところで、高度約36,000kmの静止軌道から送信
された電力は、地上に届くマイクロ波は半径628kmにもなる。 効率以前に、
そんな受電設備をどこに?
宇宙からのエネルギー伝送やビーム兵器を実現するには、最低でも照射角
(半減角)0.003度くらいのアンテナが必要になる。 これくらい、中学校で
習う三角関数の知識と机上の計算だけで数分もあればわかる。スパコンも
必要ない。
現実には、原理上は拡散のないレーザー光でさえ、水蒸気やマイクロダスト
等による減衰や拡散も無視は出来ない。
>>133
なるほど。 話の発端は、テスラの名前と、テスラモータースにあやかった、
二番煎じのやるやる詐欺なのかもね。
- 137 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 03:18:15.69 ID:PHcgXzNp.net
- >(半減角)0.003度くらいのアンテナが必要になる。 これくらい、中学校で
>習う三角関数の知識と机上の計算だけで数分もあればわかる。スパコンも
>必要ない。
確かに>>1のリンク先でも0.001度と言ってるね。
- 138 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 09:13:54.23 ID:RfqYO6n5.net
- >>136
俺がやっていたのは原理確認、理論検討だけだよ。
実際に宇宙から大電力を飛ばす実験なんてのはやってない。
ちなみにマイクロ波(で周波数を選べば)なら水蒸気や大気による減衰はほぼ無視できる。
一番の問題はコスト。
何億個もの素子(具体的な値は忘れた)が必要だし、それらの位相制御もかなりシビア(具体的な値は忘れた)になる。
金を掛ければ作れるだろうけど・・・で俺は研究を終えた。
- 139 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 16:28:15.65 ID:aM0fiocl.net
- http://nayoga.tuyennguoiyeu.jp/pho/t0110.html
- 140 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 16:30:22.60 ID:Y8VdvKGR.net
- 間違えて北京にレーザー発射したらどうなるん?
- 141 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 21:10:32.03 ID:Y3H4OTyM.net
- >>140
北京ダックの大量発生
- 142 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 21:46:06.73 ID:6D9YLhtT.net
- 最初はレーザーがいいって言ってた。
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1610/14/news028.html
レーザーの指向性だと焼き鳥を否定できないから
指向性が低いマイクロ波に変更して焼き鳥論を否定してきたわけだな!
- 143 :名刺は切らしておりまして:2017/01/11(水) 23:08:23.54 ID:TSvZVW6A.net
- >>120
採算が取れるって前提に決まってるだろ
脊髄反論で勝ち誇っておめでたいやつだな
- 144 :名刺は切らしておりまして:2017/01/12(木) 12:56:39.40 ID:ADqaIuHd.net
- 地球を丸ごとヘルシオで調理。
- 145 :名刺は切らしておりまして:2017/01/12(木) 15:16:32.23 ID:mBceFdgD.net
- http://nayoga.tuyennguoiyeu.jp/phpnews/111.html
- 146 :名刺は切らしておりまして:2017/01/12(木) 19:53:48.31 ID:ygehNaTt.net
- >>143
へー、決まってるんだー?
- 147 :名刺は切らしておりまして:2017/01/14(土) 09:28:51.97 ID:nemDD5ZM.net
- >>1
問題ない。宇宙で太陽エネルギーを光に変換して地上に照射。それを地上で受ければ既存の太陽光発電施設をそのまま利用出来る。
- 148 :名刺は切らしておりまして:2017/01/16(月) 09:05:35.72 ID:fu3AGj54.net
- のちのラピュタか
- 149 :名刺は切らしておりまして:2017/01/16(月) 09:38:17.65 ID:ESIn1y8H.net
- >>147
それは太陽光を直接地上で受けるよりも効率的なの?
雲に遮られちゃう欠点は変わらないんじゃ?
- 150 :名刺は切らしておりまして:2017/01/16(月) 12:19:38.53 ID:p8M8I/Em.net
- >>102
メメントモリですねわかります
ガンダム00の世界が石油資源枯渇の上に原発も廃止だったな
- 151 :名刺は切らしておりまして:2017/01/16(月) 16:52:26.22 ID:QDcaw1Qh.net
- http://stye.myogaya.jp/phpnews/0113.html
- 152 :名刺は切らしておりまして:2017/01/19(木) 00:02:37.17 ID:HLH9nrWr.net
- http://uniker.tribit-field.jp/pho/pic17.png
- 153 :名刺は切らしておりまして:2017/01/20(金) 01:38:39.90 ID:Ow8VoCwE.net
- http://uniker.tribit-field.jp/pho/pic17.png
- 154 :名刺は切らしておりまして:2017/01/20(金) 03:33:03.31 ID:qFzioWF2.net
- http://uniker.tribit-field.jp/newsdata/2017/0120.htm
- 155 :名刺は切らしておりまして:2017/01/20(金) 18:31:30.25 ID:qFzioWF2.net
- http://uniker.tribit-field.jp/newsdata/2017/0120.htm
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