カーボン オフセットを購入したことがある方は、購入価格のほとんどまたはすべてが太陽光発電ではなく風力エネルギーに充てられることに気づいたかもしれません。大規模な代替エネルギーの世界では、風力が最も優位に君臨しています。その主な理由は、その方が安価であるという理由です。しかし、太陽エネルギー生産における最近の発展により、太陽光発電はより実現可能な選択肢になる可能性があります。
ほとんどの場合、直射日光は 2 つの方法のいずれかで電気に変換されます。1 つは光子を吸収して電子を放出する半導体材料を使用して太陽の光を電気に変換する太陽電池を使用することです。または、太陽熱を利用して蒸気を生成し、タービンを回転させて電気を生成する太陽熱タービンを使用します。大きな変化を迎えようとしているのは太陽熱発電所だ。
この記事では、ソーラーパネルが夜間に動作するかどうかについて答えていきます。次に、太陽の光の力を効率的に蓄えて、日没時に利用できるようにする方法を証明します。また、この技術を使用した最初の商用発電所を見て、システムがどのように機能するかを調べます。
あなたのソーラーパネルシステムは夜間でも動作しますか?
率直に言って、いいえ、ソーラー パネルは、太陽光が電気に変換される場合にのみ機能します。月明かりや星明かりが強い夜でも、これらの照明源は違いをもたらしません。住宅用に設置されるか商業用に設置されるかにかかわらず、ソーラーパネルは直射日光と間接太陽光のみを変換します。では、暗くなった後にエネルギーを蓄えるためにソーラーパネルをどのように装備すればよいでしょうか?
ソーラー パネルの効率の利点は、多くのモデルに蓄電池が搭載されており、太陽電池内に太陽光を蓄え、夜間にその電力を放出することです。このバッテリーストレージは電力を供給し、電気代のコスト削減につながり、二酸化炭素排出量を削減します。ただし、専門家はまだこの技術を完成させている段階です。
ソーラーパネルは限界がありすぎますか?
太陽光発電に関する大きな問題は、最も明らかな問題です。それは、太陽が常に輝いているわけではないということです。夜間や曇りの日には、太陽電池は十分な太陽エネルギーを利用できません。太陽光発電システムは 24 時間 365 日発電できないため、これによりコストが増加します。雲が頭上に漂い、プラントは突然エネルギーを停止し、何も生産しません。また、電力需要が最大となる夜間など、太陽光発電による電力が利用できなくなることもあります。
解決策は簡単です。太陽が利用できないときに使えるように、太陽のエネルギーを蓄えます。残念ながら、最近の画期的な進歩により太陽電池ストレージがエネルギー業界にとって現実的な選択肢になるまで、そのソリューションの実装には非常に問題がありました。そして、何だと思いますか？画期的な進歩を可能にする収納素材は、おそらく今あなたのキッチンにあるはずです。
太陽光を蓄えて変換するという課題
太陽エネルギーを貯蔵するという考えは新しいものではありません。太陽光発電が電力の選択肢として存在する限り、人々はこのプロセスを一時停止する方法、つまり太陽光エネルギーを電気に変換する前にしばらく保持する方法を考案しようとしてきました。しかし、これまでの試みはすべて法外な問題を抱えていました。
太陽のエネルギーを利用して水を上り坂に汲み上げ、水が下り坂に戻って放出されるまでエネルギーが留まるようにして、太陽エネルギーを蓄えようとする人もいます。空気を圧縮してから圧縮解除することも別のオプションです。しかし、これらの方法はどちらもエネルギーを無駄にしています。投入された太陽光発電の約 80 パーセントだけが反対側で回収されます 。
また、バッテリーはかなり効率が悪いため、大規模な保管の選択肢としては高価すぎます。コーヒー魔法瓶にはラップトップのバッテリーと同じくらいのエネルギーを蓄えることができますが、そのエネルギーは 10 倍のコストがかかります 。しかし、ここで画期的な発見があります。熱は蓄えられやすいのです。
過剰な太陽エネルギーを閉じ込める
コーヒーの熱を蓄える魔法瓶の役割を考えてみましょう。太陽熱発電所では熱が電気を生成するため、熱を蓄えることはプロセスを一時停止する方法です。太陽で何かを加熱し、日が暮れるまでその熱を保ち、その後その熱を使って蒸気を生成します。タービンを回す。
もちろん、熱を蓄えるのは比較的簡単ですが、太陽光発電用途に適した物質を見つける必要があります。太陽熱発電所を稼働させる極度の熱を蓄えるには、その物質が 400 度 (摂氏 750 度) の高温でも安定していなければなりません。そうしないと、蒸発と圧力の問題が発生します。変更。また、その物質が安価で容易に入手できる場合にも役立ちます。
太陽エネルギーシステム用の家庭用燃料
食器棚の中にある、スクランブルエッグやマルガリータグラス、枝豆の上に乗せているであろう白い結晶質のもの、それが「塩」です。塩は非常に高い温度でのみ溶け、非常に高い温度で蒸発し、実質的に無制限で低コストで供給されます。さらに、投入されたエネルギーの約 7 パーセントしか失われません 。
実は、最初の塩貯蔵設備を備えた太陽光発電所では食塩は使用されていません。肥料としてよく使われる別の塩混合物、つまり硝酸ナトリウムと硝酸カリウムを組み合わせたものを使用している。スペインのグレナダにあるアンダソル 1 発電所には、30,865 トン (28,000 トン) の燃料が詰め込まれています 。
アンダソル 1
スペインのアンダソル 1 発電所は 2008 年 11 月に発電を開始し、太陽が輝いている限り、他の太陽熱発電網とほぼ同様に稼働します。太陽光はある種の太陽集熱器（この場合は、油が満たされたチューブに焦点を合わせた放物面鏡のフィールド）に当たり、暖められます。その熱い油は水を沸騰させるために使用され、蒸気が発生してタービンを回転させます。
Andasol 1 の仕組み
蓄電システムが太陽光発電に影響を与えるのは、太陽が照っていないときだけです。アンダソル 1 のソーラー パネルのフィールドは、晴天時に工場が稼働するために必要な量のほぼ 2 倍の太陽光を集めるのに十分な大きさです。
まず、余分に加熱されたオイルが、溶融塩の巨大なバットの間を走る熱交換器に送られます。 1 つのバットには比較的低温の溶融塩 (約 500 度または 260 度) が入っています。その塩は熱交換器にポンプで送られ、そこでオイルから熱を受け取ります。より高温になった溶融塩 (華氏 752 度または摂氏 400 度) が 2 番目の槽に流れ込み、そこで太陽が雲に沈むまで待ちます。
その後、発電所が蓄えた熱を必要とするとき、より高温の溶融塩が熱交換器を通してポンプで戻されます。そこで熱が油に伝わり、蒸気が発生します。高温のオイルはパワーセンターに移動し、低温になった溶融塩は冷却タンクに戻ります。その後、プロセスが最初からやり直しになります。
先進的な太陽光発電システムの利点
塩を使用して太陽の熱を蓄えることで、この発電所は太陽光がなくても稼働でき、他の太陽光発電所のほぼ2倍の稼働期間を実現します。塩貯蔵装置により、Andasol 1 は塩貯蔵装置を使用しない場合に比べて 50% 多くのエネルギーを生成でき、その発電量は 178,000 メガワット時になります 。追加の発電能力により、プラントの全体的な電力コストが削減されます。最終的には天然ガス発電のコストに匹敵する可能性がある。
太陽エネルギーを貯蔵するために考案されたのは、このタイプの塩貯蔵だけではありません。一部の植物は、石油を使わない、より直接的なアプローチの使用を検討している。植物は太陽の熱を集めて塩に蓄えることになる。砂も蓄熱材料となる可能性があります。
別のグループは、光合成の分子効果を模倣して太陽光エネルギーを蓄えるシステムを開発した。このシステムは、太陽光を利用して水分子を水素と酸素に分解し、それらを燃料電池で元に戻す。
太陽光パネルを設置することに意味はあるのでしょうか？
もちろん！先進的な太陽光発電システムに関するこれだけの話題の中で、標準的な太陽光パネルは取り残されています。限られたものではありますが、平均的な太陽エネルギー システムは、家庭や企業のエネルギー自給率を高める方法で発電し、エネルギーを蓄えることができます。
バッテリーシステムの完成には長い道のりがありますが、ソーラーパネルは十分な太陽光電力を変換し、堅実な投資として維持できます。太陽光発電システムの所有者にコストの利点について尋ねれば、「ソーラーパネルはより多くのエネルギーを生成し、設置するたびに住宅所有者はより多くのお金を節約できる」と答えるでしょう。
