自作マイクロ発電の道--⑧ 温泉発電(バイナリー発電・ゼーベック発電・スターリングエンジン発電)


<協和合金社 スターリングエンジン発電機付き (SE-905GB) >
¥28,000-と思われる/YouTubeから、、

熱を充てるだけで動くエンジン、、
気体を入れた筒の、片側を熱し、、片側を冷やすと、、気体は膨張と縮小を繰り返すことができます、、
これで、、エコなエンジンが作れます、、さあ、、発想してみよう、、

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<学研の大人の科学 ¥9801->

スターリングエンジンは、古くて新しい発想、、マイクロ発電に利用することで、、注目されている、、、。

スターリングエンジン(Stirling engine)は、シリンダー内のガス(もしくは空気等)を外部から加熱・冷却して仕事を得る外燃機関。スコットランドの牧師ロバート・スターリングが1816年に発明した。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%BF%E3%83%BC%E3%83%AA%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%82%A8%E3%83%B3%E3%82%B8%E3%83%B3

■※温泉地域に、、新しい技術(バイナリー発電)が採用されつつあります、、、■


新技術により、、低温度の源泉で、自然を傷めずに、、発電が可能になります。
日本の温泉の自然エネルギー活用により、<原発10基分の電力>が確保されると言うのです。


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3泊4日の団体旅行ツアーで九州旅行に行ってきました。
旅程は、羽田→福岡→別府鉄輪(かんなわ)温泉(泊)→湯布院→九重→阿蘇(泊)→高千穂峡→柳川→長崎(泊)→福岡→羽田という、、かなりハードスケジュールの格安バスツアーです、、。
国内の団体ツアーは、20年ぶりですが、、
ツアーの良い点は、ガイドさんの案内で、思わぬ情報が入ります、、

■阿蘇九重町

この町は町村合併はしません、、財政が豊かだからです、、、それも、国や電力会社から補助金を貰っているわけでは、ありません、、、地産を生かした結果です、、、

観光資源は、「夢大橋」という吊り橋です、、
 町によると、大吊橋は2004年に着工し、約19億9千万円の費用を投じて06年10月に完成した。翌年4月に100万人、同9月に200万人を記録。10年11月には600万人を突破した。

1956年7月地元商店会の会員ながら若造だった時松又夫が「谷に橋をかけりゃ滝も紅葉もきれいに見えるぞ」と発言し、長老たちから寝ぼけている、誰が金を出すのかと一蹴されたが、1993年に至り町の観光振興計画に盛り込まれた。この様な長年の「夢」のような話から”夢”を冠して名付けられた、、

「もう50年以上前から、『あそこに橋がかけられたらすごいだろうな』と、皆で酒を飲みながら語り合っていたんですよ」 、、、、

橋からは、日本の滝百選の震動の滝や、紅葉の美しい九酔渓(鳴子川渓谷)の雄大な景色を望むことができる。

開通が紅葉の時期にあたったこともあり、入場者は、開通9日後に10万人を超え、開通からわずか24日後に年間目標の30万人を達成した。
その後、翌2007年4月10日には100万人を突破し記念セレモニーが行われた[1]。
同年9月16日には200万人、2008年4月4日には300万人を達成。
これにともなって、入場料収入も順調で、総事業費約20億円のうち、7億3000万円の地域再生事業債は、予定より8年早く2008年9月に完済の予定である。

※今月4/13に700万人を達成している、、。

歩行者専用つり橋としては日本一の全長390メートルを誇る大分県九重町の「九重“夢”大吊橋」の来場者が、完成から5年半で700万人を突破した。

 町が観光客増に向け約20億円を投じて平成18年10月末に完成。完成後1年間で来場者が約230万人に上り、経済波及効果は356億円との試算も出た。<産経新聞4/21>


大分県では平成の大合併により町村数が47からわずか4に激減したが、九重町では他の自治体と合併せず「自律のまち」を目指す、、、
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「わしらのところでは、昔から地域のことは地域でやっていた。何でも他人に頼るのではない。それが当たり前じゃないですか。」

飯田高原では、昔から「九重山は自分たち地域の座敷のようなもの」と教えられ、ゴミ拾いや野焼き、山のパトロールなどは、ボランティアで行っていた。

http://www.zck.or.jp/forum/forum/2714/2714.htm
<全国町村会>

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■地熱発電

※九重町は、自然エネルギーを利用した地熱発電でも有名なのです、、、。

九州電力(株)八丁原発電所

日本最大の地熱発電所だそうです。
大分県玖珠郡九重町大字湯坪字八丁原

資源エネルギー庁
http://www.enecho.meti.go.jp/saiene/park/p30.html

八丁原発電所は、わが国最大の地熱発電所で昭和52年6月に1号機が、平成2年6月には、2号機が完成しました。
※1号機 55,000kw、2号機 55,000kw 発電

九州では、大岳発電所(出力12,500kW、昭和42年8月完成)についで2番目、全国では5番目に完成しました。
  発電所の運転や計器の監視は、約2キロメートルはなれた大岳発電所から行っています。

http://www.kyuden.co.jp/effort_geothermal_t_hattyoubaru.html

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■九重地熱発電所

ホテルが所有する地熱発電です。

大分県玖珠郡九重町にある地熱発電施設です。
日本で初めてグリーン電力発電設備として認定された、地熱発電施設になります。阿蘇くじゅう国立公園内の黒岩山山麓に位置し、そこから湧出する牧の戸温泉の蒸気を利用して発電を行っています。大分県は国内最大級の八丁原発電所をはじめ大岳、滝上、杉乃井そして九重の5箇所の地熱発電所がある地熱発電の先進県です。

 発電容量  990kW

 総発電量   年間約8,520,000kWh

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<毎日新聞 2011年08月25日 東京朝刊>

 ◇規制緩和、開発に脚光

 「エコロジーホテルへようこそ」

 10カ所以上の温泉がある大分県九重(ここのえ)町。阿蘇くじゅう国立公園内の黒岩山山麓(さんろく)にある九重(くじゅう)観光ホテルの小池由明社長は敷地内に設けた「九重(くじゅう)地熱発電所」の所長でもある。出力は990キロワット。ホテルの電力をすべて賄った上、余剰電力は民間の電力供給会社に売電する。

 小池さんが地熱発電事業に興味を持ったのは1990年代初め。掘削した温泉井戸の蒸気量が豊富だったためだ。発電所の2本の井戸の深さは350メートルと405メートルで、発電機や冷却塔などを含めて2億円を設備投資し、98年から運転を始めた。

 電気代が浮き、ホテルのPRにもなる“一石二鳥”を当て込んだが、売電価格の安さは「見込み違い」だった。採算ベースは1キロワット時当たり16円だが、余剰電力買い取り価格はわずか数円。エコホテルとしてのPR効果がなければ、割に合わないのが現状だ。小池さんは来年7月の「再生可能エネルギー固定価格買い取り法」施行で買い取り価格がどうなるかと注目する。

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■新開発の機運を守ってほしい

※地熱発電は、古くから開発されたが、結局は国の原発政策に阻まれ、発展していない、、、
従来は、、地熱で蒸気タービンを回して発電しているので、200度以上の高温の蒸気が必要であった、、

※いわば、、SL機関車と大差のないクラシックな、技術で固まってしまい、、進歩が途絶えてしまった、、。

また、、温泉は国定公園などの規制があり、地域が限定されてきた、、、。

しかし、、、最近は少し違ってきています。

※温泉のマイクロ発電(最近では「湯けむり発電」と言われる)では、、こちらが主流になると思われます、、

温泉で、、バイナリー発電や、、ゼーベック発電、、スターリングエンジンが採用され始めました、、。



■バイナリー発電

バイナリー発電は、沸点の低い液体と組み合わせて、低い温度で蒸気タービンを回すことができます。
例えばアンモニアやペンタン・フロンを利用して、100℃以下の沸点溶液を利用とすると、、一般の温泉でも発電できることになるのです。

n-ペンタンの融点-131℃,”沸点36℃”,比重0.633(15℃)
イソペンタンの沸点30℃
2,2-ジメチルプロパンの沸点9℃

詳しくは、別途調べますが、、n-ペンタンですと沸点は36℃ですから、、かなり広範な利用が考えられます。


※この技術は、、既に実証済なのです、、。
下の図では、緑色の部分が、ペンタンになります。
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<西日本環境エネルギーのサイトより>

現在、、温泉では、120度の源泉であれば、50度程度に温度を下げて適温にしていますが、バイナリー方式と組み合わせると、、発電しながら、、温度を下げることになります。

このことで、、、日本の多くの温泉が発電可能になります。温泉地は、このことさえ知らされていませんでした。
むしろ、、悲観的な宣伝で、検討は遅れて来ました。

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<神戸製鋼社のバイナリー発電装置>

■湯布院のバイナリー発電

導入第1号となったのは、大分・湯布院の温泉旅館「ゆふいん庄屋の館」(大分県由布市)。出力100kW以下の発電システムが地熱・温泉発電に利用されるのは国内初。
価格は2500万円

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<予定図>


※太陽光を集熱するバイナリー発電も発売されました、、、
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<富士電機のサイトより>

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■アルバック理工株式会社
(本社 神奈川県横浜市、代表取締役社長 石井芳一)
※試作機ですが、3KW〰10KW発電の発表が昨年ありました、、

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、、、、、

90 ℃のお湯で3 kW級の発電が可能な高効率可搬型小型発電システムの研究開発成果  (2011/05/31) 

、、、、、

【研究開発の成果概要】
 アルバック理工はこのほど、150 ℃以下の低温熱源で、3~12 kWの小規模発電を行うシステムを開発しました。
本発電システムは軽トラックで運搬可能なサイズで、騒音も少なく、熱が出る場所の空きスペースに手軽に設置して電気を取り出すことができます。また本システムで発電した3~12 kWの電力は一般家庭の5~20世帯分の消費電力に相当します。
このように熱エネルギーをとことん電気エネルギーに変換できますので、未利用エネルギーの利用というニーズに大きく貢献していく技術の一つになると考えられます。
  、、、、

【特長】
 ・75~100 ℃のお湯を高効率に電気に変えることが可能です
 ・可搬型なので、軽トラックで運搬可能で、かつ簡易工事で設置が可能です
 ・低騒音で小型なので、設置場所の制約を受けにくいです
 ・3 kW級のエコスクロール膨張機を1ユニットとして、熱源の規模に応じて、3~12 kWまでの発電システムが可能です

、、、

【仕様】
3~6 kWの発電システムの場合
 ・外形寸法: W1100 mm × D800 mm × H1400 mm (試作機)
 ・装置重量: 約200 kg

【今後の予定】
 本発電システムは、実用化に耐えうる目標性能を達成しましたので、今後は現場でのフィールド試験および耐久試験を行い、製品化のための基盤技術を蓄積し、順次市場に投入していく予定です。

、、、、

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<アルバック理工株式会社サイトより>
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※追跡します、、、。



■スターリングエンジン

スターリングエンジン(Stirling engine)は、シリンダー内のガス(もしくは空気等)を外部から加熱・冷却して仕事を得る外燃機関。スコットランドの牧師ロバート・スターリングが1816年に発明した。熱交換をすることによってカルノーサイクルと同じ理論効率となる。

<NHK>


http://www.youtube.com/watch?v=WBI7s2EKbqg

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※こちらでは、温泉での地熱発電を紹介しています。
バイナリー発電、、ゼーベック発電、、スターリング発電などの新たな利用により、、

※現状で「原発1基分」、、、日本の温泉での潜在発電能力は、「原発10基分に相当する」可能性があると、、研究者は言います、、、。
その意味では資源に恵まれた国なのです。

にも、かかわらず地熱発電は、、現在、全電力の0.2%にしか過ぎません、、、これは、政治が原発依存に過度に傾斜した結果だと思わずにはいられません。






■ゼーベック効果による温度差発電

※映像の一部は、、ゼーベック効果による温度差発電と思われる、、

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<上山試錐工業のサイト>

※wikipedia--------------
ゼーベック効果(ゼーベックこうか、Seebeck effect)は物体の温度差が電圧に直接変換される現象で、熱電効果の一種。逆に電圧を温度差に変換するペルティエ効果もある。類似の現象としてトムソン効果やジュール熱がある。ゼーベック効果を利用して温度を測定することができる(→熱電対)。ゼーベック効果、ペルティエ効果、トムソン効果は可逆であるが、ジュール熱はそうではない。

ゼーベック効果はエストニアの物理学者、トーマス・ゼーベックによって、1821年、偶然発見された。ゼーベックは金属棒の内部に温度勾配があるとき、両端間に電圧が発生することに気づいた。

また、2種類の金属からなるループの接点に温度差を設けると、近くに置いた方位磁針の針が振れることも発見した。これは2種類の金属が温度差に対して異なる反応をしたため、ループに電流が流れ、磁場を発生させたためである。
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http://www.youtube.com/watch?v=TrBQG85bjGs&feature=relmfu
関口知宏のZERO可能性の旅から



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こんな実験も、、、
http://www.youtube.com/watch?v=BnDHqOjkPp0&NR=1&feature=fvwp




※温度差発電は、、別途、、もう少し詳しく調査しましょう!!

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原発事故を契機に、、普通に情報が与えられれば、、、
発電方法は、、いろいろ、、あることに気がつかされる、、

地域の特性を生かして発電し、、さらに広域スマートグリットによって、、安定した供給を確保する、、、
そんな、、社会が見えてきて、、欲しい、、、。

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■マイクロ発電を推進しよう!

※送電線が独占資本ジャックされている現状では、、”100Kw以下のマイクロ発電”は、、送電線に頼らないだけ、、脱原発促進のスピード効果がある、、、ゲリラ戦ともいえる自給自足のマイクロ発電こそ推進すべきだ、、、。(あれ?、、なんだか過激な書き方?)

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※地熱発電への期待は大きい、、、

※そして、地熱発電や、太陽光発電、風力発電、潮力発電、バイオ発電、、温度差発電、水力発電、ガス発電や、、省電力技術が総力をあげて開発されれば、、、世界の発電技術の輸出国になれる、、、。

例えば、、
工場や、ゴミ焼却炉の排熱を利用して、、バイナリー発電すると温暖化対策になる、、

北海道で外気温度と室内温度の差を利用して、、冬の暖房時に発電をすることができれば、、
エネルギーの利用効率は、、夢のように高まります、、、。

自然と共生する国、、、日本の技術を信じます、、、。



-----------書きかけです-------------



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