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⑱発電：11・04・22 脱原発の議論が巻き起こっている。 脱原発は当然として脱電力の議論が必要だとは以前にも書いた 社会的な電力依存症からの脱却が求められていると思う それには 中央集中エネルギー管理体制から分散ローカルエネルギー社会へシフトしなければいけないと思う 地域主権をエネルギーから実現したらどうだろう でもその議論の前に発電手段について頭の整理をしてみたい 今実用化を考えられる発電の原理はたぶん4つだろう １）電磁誘導：これが一番エネルギー密度が高くもっとも一般的 ２）光電効果：いわゆるソーラバッテリー、光エネルギーを電気に変換できる ３）熱電効果：ゼーベック効果、素子としてはペルチェ素子、熱と電気との変換ができる 熱から電気がゼーベック、電気から熱がペルチェ ４）圧電効果：変位と電気の変換ができる：圧電素子 電圧をかけ変位をおこしてアラームなどの音源として利用されたり インクジェットプリンターの駆動源として利用されたりている この圧電効果も可逆的な反応で、振動発電等が考えられる それぞれ具体的にどんなものか整理してみる まず １）の電磁誘導から 磁界とコイルとの交叉作用による電磁誘導作用により起電力を得るものである 一般的には内燃機関によって、熱エネルギーを回転運動に変換するものと 流体の運動エネルギーを回転運動に変換するものとがある。 変換手段はタービンエンジン(羽根車）とピストンエンジンとに分けられる 今考えられるネエルギー源と回転運動への変換手段についてまとめてみると以下になるのだろう [エネルギー源] [エネルギーの形態] [現象] [回転への返還手段] ○熱 ⅰ）燃焼（内燃機関） 爆発 ピストン 高温持続 タービン （蒸気） ⅱ）太陽熱 ↑ タービン ピストン ⅲ）地熱（火山、温泉） ↑ タービン ピストン ○水 ⅰ） 池 ダム タービン ( 揚水発電） ↑ 滝 ↑ ⅱ） 川 渓流（水流） ↑ ⅲ） 海 潮流 ↑ 潮汐 ↑ 波・波浪 ↑ ○気体 空気 風力 ↑ ○筋肉 人間の活動 運動 ↑ 燃焼における熱源について： 石炭・石油・ガスが一般的である 石油状のものとしてはオイルサンドやオイルシェールなども近年利用可能資源として注目されだした ガスとしてはメタンを中心とした天然ガスのほかに シェール層に存在するシェールガスや深海資源としてメタンハイドレートも注目されだしている メタンハイドレートは日本近海にも大量に発見されている また近年は食料問題との絡みで課題は大きいが 穀物・植物を原料とするバイオマス燃料なども実用化の段階に入ったといわれてる その他、古くからの木炭、薪、可燃ゴミももちろん利用可能だろう Ⅰ）タービンエンジンは動力源によって大きく4つに分類できるだろう ① ガスタービン ② 蒸気タービン ③ 水力タービン ④ 風力タービン ①のガスタービンは石炭・石油・ガス等の燃料の燃焼などで得られた高温高圧のガス（気体）の噴射で タービンを回して回転エネルギーを得る内燃機関である 近年②の蒸気タービンと組み合わせ効率向上を図ったコンバインドサイクル発電が注目され 11・4・18に東電も既存の火力発電所に大型コンバインドサイクル発電機を導入するとの発表があった （ガスタービンの高温高圧の燃焼ガスを推進力として利用したのがジェットエンジンと言えると思います） ②の蒸気タービンは蒸気を発生させる熱源によりいくつかに分かれる ⅰ）原子力発電 ⅱ）火力発電： 一般に火力発電と言う時は大型蒸気タービン発電の事が多い ⅲ）地熱発電：アイスランドでは利用が活発と聞くが同じ火山国日本ももっと活用されていい自然エネルギー 特に温泉地・火山地帯では期待される Ⅳ）太陽熱発電：太陽熱を凸レンズや凹面鏡などで集熱し蒸気を得るシステム（幼い頃虫眼鏡で遊んだな） などなど ③の水力タービンは ⅰ）水の流体としての運動エネルギーを直接利用する方式 ○山岳地帯の川の急流を利用する：渓流発電 ○海の潮流の利用 ○海の潮の満ち引き：潮汐の利用：鳴門など海峡では有望だと思う また漁港のない湾には堤防と堰を設けて人工的に海峡を作れないか？ ○海の波、波浪の利用：近年波浪エンジンを組み込んだ船も建設されている 海岸線の岸壁近くでは可能性があると思う ⅱ）水の位置エレルギーを利用する方式 ○ダム：個人的には原子力と同様もうダムはいらないと思う ○滝の利用 （揚水発電は人口的な滝発電とも考えられるか） ④の風力タービンはいわゆる風車 Ⅱ）ピストンエンジン：簡単にいえば車のエンジンでタイヤの代わりに磁石を回転させる電磁誘導式発電機と言える 家庭用・野外作業用などの小型発電機として実用化され、広く利用されている 燃料にはガソリン・石油のほか家庭用カセットガスボンベ等の物もすでに発売されている ピストンエンジンは小型化・中出力に適しているほかに 車の運転でわかるように短期的な出力変動がやりやすいという特徴がある ：太陽熱や地熱など自然エネルギーの活用の場合はスターリングエンジン・外燃機関が考えらる スターリングエンジンはもちろん燃焼系の熱源でも考えられるが装置の大型化それに伴う 熱エネルギーの散逸など課題も多い ２）の光電効果：太陽電池の作り方としては今はアモルファスシリコンによるものが実用化され普及しているが （太陽電池） その外に単結晶シリコンによるものや 発電効率は良くないがクリーンルームを必要としない塗布型の物も近く実用段階に入ると期待している クリーンルームの必要ない製品は押し並べて製造時の電力負荷は小さく地球にやさしい ３）の熱電効果：スターリングエンジンと共に温度差発電とも呼ばれる 従来は温度計の熱電対としての利用が主だったが小型の車載冷蔵庫様として利用が広がりつつある 発電利用にはp型シリコンとｎ型シリコンを張り合わせたものがあるが一般的な太陽電池と 同じくその製造には大電力を必要とするクリーンルームがかかせない しかし太陽エネルギーの利用を考えた時には凸レンズや凹面鏡などの集熱機構とセットで構成でき 面積効率は太陽電池に比べひと桁向上させられると考えられ、今後の発展が期待される ４）の圧電効果：振動発電として考えられており圧電素子を振動させその時の起電力を活用する 交通量の多い橋の上や通路、靴底への設置などアイディア-レベルで語られている タービン方式の様な大電力発電には向かないが薄いが広いエネルギーの収穫手段として期待される それと忘れてはいけない筋肉発電 ちょと前まで自転車には必ず付いていた夜間照明用のライトのダイナモ・あれです 今の自転車用ダイナモはとても良くなっている 今なら、ダイエット用屋内自転車で発電しない手はない フィットネスクラブでは照明電源くらい十分に発電できるのではないかと考えられる 一方電力の話題の時に必ずピーク電力の話が出る 私はピーク電力の低減には節電のほかに蓄電システムとの組み合わせが必要ではないかと思う 特に発電能力の変動を制御しにくい自然エネルギーを考えた時には重要な要素になると思われる 今は太陽電池販促として売電システムが進みつつあるが売電より蓄電・活用の方が自然だと思う ここで蓄電についても整理してみたい 蓄電・・電気を蓄える・・・・電気を電気エネルギーとして蓄えるだけでなく 発電用の各種エネルギーとして蓄えるものも蓄電の範疇と考えたい １）電力を電気として蓄える ①化学反応による二次電池：充電電池としてニッカド電池がよく知られているが 今はより高性能なリチューム二次電池が普及している その他従来車様に鉛電池がバッテリーとして普及していたが昨今のハイブリっト車や 電池自動車用により高性能なリチューム系のバッテリーが普及している この電気自動車用は中型、高性能、量産によるコストダウンが図られそうであり 今後充電システムとしては期待が大きい ②コンデンサー・キャパシター：電気エネルギーを電荷という形で蓄えるもので蓄電容量は二次電池に比べ小さいが 充放電能力はその回数や大電流対応など優れた側面も多い ２）すぐに電力に変換できるエレルギーとして蓄える ①熱は発電用蓄エネルギーとしてよりも直接給湯システムとしての利用に向いているように思うが 潜熱を用いた蓄熱材とスターリングエンジンとの組み合わせは考えられる ②水は揚水発電がまさに蓄電システムであり水を位置エネルギーとして蓄えるものである 水以外にも位置エネルギーとしての蓄えは当然金属などの高質量の物質も考えられる 高層ビルのエレベータースペースは恰好な場所だと思われる 停電時におけるエレベーターの至近階までの緊急電源としてはふさわしい物と思われる ③気体は蓄エネルギーとして考えた時には風力ではなく圧縮空気がある 気体を耐高圧容器に閉じ込め必要時に開放しタービンを廻すものである ④回転エネルギーとして蓄えるフライホィールも有望であろう ⑤ゼンマイなど金属の弾性エネルギーとしての蓄エネルギーもあり、直接磁界を回転させられる ⑥超伝導コイルに直接電流として蓄えるなども考えられている ⑦究極には 燃料電池があるが燃料電池は現在の送電網やガソリンスタンドと同じような 社会インフラとしての意味を持つものではないだろうか こう整理してみると発電って身の回りでも色々な可能性があるように思える 電気の供給を東電などの大企業一社に集中させている今のシステムは不自然な気がする もはや時代遅れだと思う ではどんなことが考えられるのだろうか １）まずは地域の特性を生かした地域連合発電組合などが考えられる ①温泉・火山地帯は地熱発電 ②海峡付近は潮汐発電 ③山岳地帯は渓流発電 これらは自然エネルギーの利用でありながらかなり安定的なそして大容量の発電が期待できる 夜間の発電電力は蓄電を考えたい ２）次は市町村長ごとの発電センターが考えられる ①各行政区ごとのゴミ焼却炉には発電機能を必ず設置する 焼却燃料にはゴミのほか地域の林や里山の間伐材や不足部分は化石燃料も活用してもいいのではないか ②太陽熱・風力・水力・などあらゆる自然エネルギーを活用した発電センターも立ち上げる ３）そして個人では節電レベルの小規模発電活動を地域クラブ活動として推進し小さな電力でも蓄電して 家庭で使う。 日本のすべての家庭が電気掃除機を使わないと原発が２機不要になるという そのくらい自分で発電して活用してみたい 一家に一台・ダイエット発電自転車を置きその蓄電バッテリーで掃除機・洗濯機・TV・ＰＣなど家電は稼働させる ちょっとさぼるとＴＶが見れない。 これなら自転車ダイエットも続くんではないかな もちろん、給湯器付き太陽熱発電もいいし小型風力発電、横を川が流れていれば水車もいい 自分に合った自分発電をみんなが考えて競い合う、それをメーカーがサポートする：いいな ④東電など大電力会社は大企業・鉄道など大口利用者をその顧客として活動し 市町村発電センターとは特殊契約顧客として位置づけ共存を図る 一般市民への電力の供給責任体制は市町村・行政単位として市町村発電センターが負う。 供給電力の安定にはガスタービンと蒸気タービンとのハイブリット、すなわちコンバインドサイクル発電装置を設置する その上で病院など公共施設は地域発電センターが一次供給を図りバックアップ体制を大電力会社が整える もちろん各施設とも緊急時の自家発電装置の用意は必須であろう このような方向に日本の製造力と開発力を結集し原発予算を投入すればハードの面はクリアーされるであろうし 発電・蓄電関係の新製品も数多く必要になり製造業も販売店も活気づく。 電気も皆が「おらが電気」と思い無駄な浪費は自然と無くなるだろう もちろん原発など出る幕はない これがエネルギー地域主権のあるべき姿の一つではないだろうか その為の社会インフラとしては送電網の開放、自由化が必須要件になる 利権の塊だろうな ここまで整理をしてきて今気が付きました 私の言いたかったことは 脱電力 ではなく 脱大電力会社支配 だったようだ （脱原発はこれとは別の次元の話かもしれない） 電力・エネルギーの世界においても自らの自治権の確立が望まれる社会でありたい。 一旦おしまい 11・5・12：加筆 11・6・17：加筆。 |
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⑲夜間電力：１１・０４・２４ 強く節電が求められる中、なぜかTVの深夜放送の自粛の話はない 地デジなるもの、BSなるもの、CATVなるもの見たくもないような番組が夜中じゅう大量に流れている 夜間電力は安い、夜間の電力消費は少ない。自粛する必要はない それより昼間の仕事を夜間に移して行う方が節電の為にも有効だ 電力消費の総量を議論しても始まらない、ピーク電力の抑制が問題なのだ などなど が聞こえてくる 本当かな？安い深夜電力を活用した給湯設備がある位だからそうなのかなぁ～？？？ かつての石油危機の時には夜間も必死に節電をした TVの深夜放送も、お店の夜間営業も自粛した、夜は暗くなった なのに今東電は今夏の最大電力需要時期の対応だけを気にしているように思える ２５％節電してください。 いや１５％でいいです 何か変だ！ 石油危機の時には節電と言うより、火力発電原料の石油の節約が最大課題だったのです そう 今回は燃料危機ではない、原発事故による電力危機、電力不足が問題なのです 政府も、メディアも、もちろん東電も（野党の自民党はもちろん原発推進派、原発推進は自民党路線なのですから） 今後とも原発を中心にエネルギー政策を考えている 放送、通信、情報、エンターテイメント、の世界は豊富な電力が前提なのです 彼らも原発に反対するわけがないのです 大電力を必要とするクリーンルームが当たり前になった製造大企業も反対できないのです 大企業に働く労働者の代表（？）の連合など組合も反対できないのです 既存の経済発展至上主義社会では豊富な電力が前提なのです しかし安全な社会の実現より経済発展優先なんて明治政府や戦後復興時ならわかるが、もう卒業してもいいでしょう 原発は発電量の調整がしにくい 稼働中の原発は夜間も関係なく発電し続けなくてはいけない 原発を中心に考える限り夜間も電力を使ってもらわないと困るのです 今東電では１７機あった原発のうち柏崎の５，６，７号機（１，２，３，４号機は定期点検中）の３機のみの稼働ですから 夜間も火力発電が必要になっているものと思われ、本来は夜間も節電が必要なはずですが石油は十分にある。 問題ない、それより、夜間節電が定着すると原発を復活させる時に不都合になる 不要な夜間にも発電もしてしまう原発を中心に考える限り、夜も電力を使ってもらわないと困るのです ４分の一の値段にしてでも使ってもらいたいのです 蓄電持術が進むと、またぞろ自然エネルギー発電の話が持ち上がってくるのが煩わしいのでしょう 電力の自由化の話が出るのが煩わしいのでしょう 由らしむべし、知らしむべからず、そんな感じですかね でも今は江戸時代ではないのです そんな思惑に乗せられることなく、 政府が言わなくても、TVが言わなくても、新聞が言わなくても、専門家が言わなくても 夜間も節電に気をつけていきたいものです 一旦おしまい 11・04・29：加筆 |