自作マイクロ発電の道----①プロローグ



<携帯電話のビデオ機能で撮影しました>

発電機はモーターの逆転、、電気で扇風機を回すか、、扇で発電機を回すか、、だ
扇風機の羽を回してやれば、、、発電するはずだ、、、

やってみる、、、、、、!!


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電源の入っていない扇風機を扇風機で風を当てて回す、、、、

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電源コードの先端をテスターで計る

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簡易風速計で計ると、、「強」にすると風力は6.2m/s、、、

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発電は2.7Vでした?

LED電灯には充分だと思うが、、、、、、、

まず、扇風機の「強」だから、、風力6.2m/sは結構強め風だ、、、連日風が通る環境を探さないと発電できない、、、
そよ風で発電できる、、装置を作らないといけない、、、



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今は、、意気込んでいます。

ほとんど中学生程度の知識しかありません、、一応は電気工学、、は出ましたけれど、、、

発電のメカニズムは極めて単純だ、、、

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<文部科学省 原子力発電教育支援事業サイトから>
文科省にこのようなサイトがあります、、、、
http://www.atomin.go.jp/reference/energy/power_generation/index02.html#introduction

原子力発電や火力発電は水蒸気でタービンを廻します、水力、風力発電は水の流れや風の力で発電機を廻します、、、基本的にこのような仕組みですね、、、


火力発電ミニチュア(2006年版)カールギュントモデル工房 (ドイツ)
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<2007年モデル ¥147,000->

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<ミニチュアの蒸気発電 キット¥24,000->



■自治体はもったいない、、もっとエコ利用を!

※横浜市では、ゴミの焼却施設の火力を利用して、、蒸気タービンで発電しています、、、
せっかく焼却熱が発生するのですから、、お風呂だけではもったいないですよね、、、
横浜市では、、約8万世帯の電気を発電しています。
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http://www.city.yokohama.lg.jp/shigen/sub-soshiki/kojo/kanazawak/09shoukyaku/#10-----
全ての焼却施設は、発電機を付帯すべきでしょうね、、、

その後に、燃料電池での蓄電や予備電源に発展するでしょうから、、、
また、余った熱量で、、温室での利用とか、、とにかく地域でのエコ発想を望みたい、、。

■温泉発電
地熱発電というよりは、温泉発電と言ったほうが、ピッタリのマイクロ発電、、
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<湯布院のバイナリー発電>
低温度沸点の、液体と熱交換して36℃程度でも、蒸気タービン発電する”バイナリー発電”により、広範囲に発電できるようになりました。

■バイナリー発電
  低温度沸点の液体を熱変換してタービンを回転する。


■ゼーベック発電
  2種類の金属の温度差により、発電効果が得られる。

■スターリング発電
  気体の一端に加熱、、他の一端に冷却すると上下運動を繰り返す、エンジンが稼働する。

参考 拙者関連Blog
http://tokatu1.at.webry.info/201204/article_5.html


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■ソーラー発電

タービン発電とは、仕組みが異なりますよ、、、
光が当ると電気が発生する半導体の特性を利用します、、、

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<新エネルギー開発機構のサイト>

http://app2.infoc.nedo.go.jp/kaisetsu/neg/neg01/index.html

■集光型ソーラー発電

※発電効率をアップさせるためには、、レンズを使った集光型があります。
約2倍の発電効率になるようです。
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■集光型太陽熱(蒸気タービン)発電

※夜間も発電できる、、こんな集光型発電が稼働してます。

こちらは、集光して、その熱でタービンを回すので、、太陽集熱型蒸気発電ですね、、
集熱した熱は融塩液?という保温性の高い液体で保温するために、夜間の発電も可能にします。
この、アイデアは、、使えそうですね、、、。

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スペインで実際に稼働しているそうです。

電力会社トレソル・エナジー(Torresol Energy)の集光型太陽熱発電所ヘマソラール(Gemasolar)

スペイン南部にある集光型太陽熱発電所「ヘマソラール」。反射鏡が太陽光をタワーに集め、容器に入った溶融塩に熱をためる。タワーに集まる光の強さは地球に届く太陽光の1000倍にもなり、溶融塩の温度は摂氏500度を超える。この熱で蒸気を作ってタービンを回して発電する。


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■燃料電池発電

期待されるものに「燃料電池」発電があります

開発によっては、化学につよい日本の技術力が生かされるかもしれない、、、
燃料電池は、水素の電気分解の逆をやればいい、、
車に使えば、、排出は蒸気(H2O=水)だけなのでクリーンだ、、
自動車会社の開発が進んでいる、、、


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日本ガス協会のサイトから
http://www.gas.or.jp/fuelcell/contents/01_1.html

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※病院では、自家発電は必要です、、  ここの場合は、ガスエンジン発電と、燃料電池の併用で、、燃料電池は通常は都市ガスで発電、、災害で都市ガスがストップした場合は、プロパンガスを使って発電するようです。
病院屋上の燃料電池発電<富士電機サイトより>

■潮力・波力発電

海に囲まれた、、海洋エネルギーの活用は、、日本では有効です、、。
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拙者関連Bulog
http://tokatu1.at.webry.info/201107/article_5.html

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さあ、、、

様々な、、クリエイティブなトライアルができるよ、、、、アイデアが広がるね、、、

風力、太陽、水力、ハイブリッド、、、、で、、蓄電、、


さてと、、、

なにから手を付けるかですが、、、

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■.模型造り
発電の基礎知識を理解するために、、自作可能な範囲でやる

①ソーラー発電:
個人住宅としては急激に普及するであろうから、電力会社への売電を含めて模型とコスト資料作成
ソーラー発電の構成は

1.太陽電池パネル
2.充電放電コントローラ
3.バッテリー
4.インバーター(DC>AC変換)
5.付属部材

から成るが、、
出力負荷のワット数を決めて模型の大きさや、機能を決定する。


②風力発電:
電力会社としては、世界第6位の排他的海洋に囲まれた自然資源を利用しない手はない、、、、

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<九州大学SCF研究会>

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http://eco.nikkeibp.co.jp/article/special/20100712/104217/
上記サイトから

中長期的に見ると、日本で最も可能性があるのは浮体式。東京大学の鈴木英之教授は、「日本近海は海底が急に深くなるため、浮体式の開発が重要になる」と言う。日本風力発電協会の試算では、洋上風力の導入可能量6800万kWのうち、浮体式が3900万kWを占める。これは原子炉30~40基分に相当する。発電コストは太陽光より安いとみられている。

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規制緩和により、多くは民間会社が新規電力会社を設立するであろうが、今回は街路灯や監視カメラなどの、小さな送電不要の単電力モデルとして模型と資料作成
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<イメージ>


③ミニ水力発電:
村落など地域発電に利用できると思うが、模型としては別荘、山小屋、キャンプのような利用を考えた模型または、、雨水などの集積活用によるミニ発電の模型資料作成
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<イメージ>

④スターリングエンジン発電
やっぱり、やってみたい、、、

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⑤温度差発電(ゼーベック発電)
おもしろいと思います、、ゼーベック効果のある金属を購入するだけ、、
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<高木>

⑥バイナリー発電
これが、できれば、、おもしろいのですが、、、
熱交換をどうするか、、

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<ヘロンさんが考えたヘロン蒸気機関>

これと循環装置を作って、、組み合わせるとできるのかな、、、



まあ、、挫折せずに、ここまで出来れば、、万歳三唱です、、

■蓄電をどうするか

※次に、、蓄電を、、どうするかですが、、やはり、燃料電池、、
例えば水を電気分解する水素精製装置により、水素を確保することが考えられます、、水素を保存すれば、雨や曇りの気象条件が悪い場合に「水素発電に切り替え」ができます、、、

※これに近いのが、、現在の東京ガスなどが、行っているエネファームがありますが、、、都市ガスから水素を取り出し、、発電しています、、その時に出る熱を、、保存して給湯に使います、、、しかし、停電すると発電が止まります、、、どうも、、発電より、CO2削減に設計が重視されているように思います、、。
ガスが「化石燃料」であることは、、変わりませんから、、もう少し先のイノベーションが、、必要ですよね、、。

ちなみに、水から取り出せる「水素」は水が豊富な日本では有効です、、、、

砂漠では、太陽、、山では風、、火山から蒸気、、川から水流、、海では海流、波、、そして、水から水素と酸素、、、安全なエネルギーの資源はたくさんあるのです、、、



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目標は、現在日本の電力の原子力依存度30%から考え、個人消費電力の30%を節電と代替エネルギーにする、、

脱原発個人プロジェクト、、、、です。


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※実験模型のキットが発売されています、、。

ホライゾンは、ビジネスとしても扱いたい機器が多いので注目です。

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http://www.horizonfuelcell.co.jp/education_kits.htm

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こちらは、、、

中学校の教材に使えそうなソーラーパネルとコントローラー、バッテリー,インバーターセット
個人的には、水耕栽培のLED証明、ポンプ、、植木の散水、門灯、庭園灯の電源等に使いたい、、、

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<ソラ電1号セットは7万円台>



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再生可能な自然エネルギー活用のテーマとは離れてしまいますが、、
今すぐ必要な現実の停電時対応としては、、

エンジン発電機は、緊急時には安価で機能が安定してる

緊急時は、、、ガソリン、ガスエンジン発電で対応止む無しとするか、、、
価格は10万円前後から、、、

HONDAのカセットボンベガスエンジン発電機EU9iGB
は、¥104,790(税抜¥99,800)
この機種の場合、定格900VA、カセットボンベ2本、連続2.2時間稼動とある
計画停電時の電灯とTV、パソコン、携帯電話充電サービスなどは充分、、

現況の生活を維持するには、、これを15台以上必要、、、なので目的が異なる


エンジンなので軽いオートバイ程度の音はするらしい、、物は生産が追いつかず当分出荷できないとのこと、、
デモ機は店舗に置いてある、、


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曇りや雨で風も吹かない、そんな日は、これで、充電、、?、、、あれ!、、直接使った方がいいね、、



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ecoWill

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ガス会社が推進する発電機です。
したがって、都市ガスを利用してエンジンを稼動して、発電と同時に発熱で湯を沸かして利用します、。電力を減らしせますが、ガスの利用量は増えます、、。

80万円程度の装置


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EcoCute

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エコキュートは電力会社と電気機器メーカーが、推進する給湯装置です
一般的に余る夜間の電力を利用して、給油タンクに湯を溜めておきます
これは、「オール電化」という宣伝で勧められています。
電力会社の販売ですから、、発電装置ではありません。

エネファーム、エコウイルなど似ている名前で紛らわしいですね、、。

結局、、電力会社とガス会社が競合してます、、、。




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※マイクロ発電(一般的に100KW以下の発電)

規模の小さい発電のこと。枯渇性エネルギーと呼ばれる、石油や石炭などの化石燃料などによって一カ所で集中して大規模に発電するだけではなく、再生可能エネルギーを用いて、様々な場所で分散してマイクロ発電することが、環境負荷の少ない低炭素社会に必要と考えられている。マイクロ発電は、グリーンニューディールでも提言されている。

マイクロ発電には太陽光発電、風力発電、ダムではなく上下水道や農工業用水を利用した水力発電などがある。上下水道や農工業用水を利用した水力発電はマイクロ水力発電と呼ばれ、従来のインフラを利用しているため、ものづくりの段階から二酸化炭素の排出を抑制しており、環境に優しい発電といえる。マイクロ水力発電は様々な自治体で導入されている。

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現在使用されている主なマイクロ発電は7種類

マイクロ発電は、炭素ゼロまたは低炭素の分散型発熱、発電である

・太陽光発電システムでは太陽エネルギーを利用して発電する
・太陽熱発電システムでは、太陽エネルギーを利用して家庭用温水を供給する
・地熱ヒートポンプでは、地中に蓄積された太陽熱を抽出する
・バイオマス燃料では、木材やその他の有機物質を燃焼させエネルギーを生成する
・風カエネルギーでは、風力によりタービンエンジンからエネルギーを得る
・スターリングエンジンでは、熱エンジンを利用し、熱ボイラーと発電ボイラーを組み合わせ、電気と利用できる熱を両方同時に生成する
・燃料電池では、電池と同様の化学反応により電気を生成する


<欧州では、マイクロ発電は初期の脆弱な市場である >

現在のところ、マイクロ発電はコスト効果が低く、大規模な沖合の風力発電の確実な代替手段にはならない
さまざまな制約が大規模なマイクロ発電の実施を阻んでいる
法律と規制環境が十分に最適化されていないことが主な制限因子
商品化が進めば、マイクロ発電は分散型エネルギーシステムの大量市場に参入できる可能性がある


<英国では、マイクロ発電技術が、中期的に大きな可能性を示している >

家庭用マイクロ発電セクターは、急速に成長しているものの、まだ比較的小規模
低炭素建築物計画では、1つの不動産につき最大2,500£を助成している
マイクロ発電技術は2020年までにコスト面で競合できるエネルギーを生成できる可能性がある
マイクロ発電はCO2削減に大きく貢献できる
2050年までに英国の電力需要の30%から40%がマイクロ発電技術で対応できる可能性がある
将来の電力会社の収益は、マイクロ発電への取組みが成功するか否かに大きく影響される
現状では、マイクロ発電は脅威でもチャンスでもない
マイクロ発電の能力を最大限に生かすには、主要電力会社の関わりが必要
マイクロ発電は、無視できないほど重要である
電力各社は、マイクロ発電技術の、将来的な商業的、環境的、戦略的な可能性を認識している

マイクロ発電セクターの市場機会
Market Opportunities in the Microgeneration Sector



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