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ソーラーパネル不要の太陽光発電でコストが激減か

 ソーラーパネルを使うことなく太陽光発電を実現することで、太陽光発電の設備コストを劇的に下げることになる画期的な発見がされました。

 論文誌である応用物理ジャーナル(Journal of Applied Phiyics)に、ミシガン大学のステファン・ランド教授と博士課程学生のウイリアム・フィッシャーさんが発表した論文で、4月15日に明らかになったものです。

 光には電気的特性と磁気的特性がありますが、学者の間では、その磁気的特性は無視できる程に小さいと考えられてきました。ところが、光がガラスなどの絶縁体の中を通ると、従来考えられていたよりも1億倍の磁気効果をもたらすことが発見されたというものです。そして、この磁気効果は強い電場を形成し、そこから電力を取り出すことができるというものです。

 この発見を応用すると、現在の太陽光パネルで使われている半導体や電荷分離吸収層などが不要になります。また、太陽光パネルは光を吸収するとかなりの熱が発生しますが、この方法だと熱の発生は非常に少なくなります。光を吸収する代わりに、磁気モーメントとしてエネルギーを得ることになります。

 実用化への問題そしては、光の密度を1千万ワット/cm2にしなければならないということです。これに対して太陽光の光密度は1ワット/cm2にも満たないのです。これを克服するための新素材として透明セラミックが良いと考えているとのことです。集光して透明セラミックを使えば1千万ワット/cm2より低い密度でもうまく行くと考えているようえす。

 太陽光をレンズで光ファイバーに集めるという単純なシステムをイメージしているようです。

 この夏には、先ずレーザー光線で、続いて太陽光で電気を取り出す実験をする予定だとのことです。色々な種類のガラスやセラミックの改良素材により、発電効率10%くらいを実現できるとしています。これは、ほぼ現在実用化されている太陽光パネルと同じくらいの効率ということになります。

 今のところ実用化に向けて克服が難しい問題は無いとのことですが、実用化には10年くらい掛かるだろうとのことです。


 この技術は前にご紹介した 光吸収率が現在の100~1000倍の太陽電池 のように、単位面積当たりのエネルギー吸収量が多くなったり、発電効率が良くなるということではなく、太陽光発電の設備コストを劇的に下げるということのようです。安価なガラスレンズや光ファイバーなどを使い、半導体などに比べて、製造過程も全然少なくて済むので、太陽電池部分のコストは劇的に下がることでしょう。

 一般家庭だと、屋根の上に、おそらくガラスレンズがいくつか並ぶか、凹面鏡がいくつか並んだような形になるのでしょう。設備の大きさや発電量は今のシステム同じくらいですが、太陽光発電システムの1kWあたり50万~60万円という現在の価格が、太陽電池部分で10万円、パワーコンディショナーなどのその他部分で10万円で、システム合計20万円/kWくらいになるのではないでしょうか?

太陽光発電フィルムで携帯電話の充電器が不要に

太陽光発電フィルム付き携帯電話


 携帯電話がそのまま太陽光発電をしてくれて、今までのような充電器が不要になるというニュースです。

 その仕組みは下図のように、太陽電池機能を持つ透明フィルムを携帯電話の液晶画面の上に貼り付けて、正極と負極を繋ぐだけというもので、このフィルムはフランスのワイジプス社(Wysips)が開発しました。

携帯電話に太陽光発電フィルムを貼る


 6時間でフル充電でき、30分の通話のためには1時間の充電で十分とのことです。

 2012年の第1四半期(1~3月)には携帯電話市場にお目見えする予定です。

 1台の携帯電話用のフィルム価格はおよそ120円程度とのことです。

 ワイジプス社では、このフィルムをブラインドや広告看板など様々な用途に利用できるとしています。

 フィルムを携帯電話の液晶画面に貼るのがいいのか、外側に貼るのがいいのかわかりませんが、携帯電話1台につき120円という価格と、6時間でフル充電できるのであれば、商業化に何の問題もありませんね。東日本大震災で非常時の電源に対する意識が高い日本でも歓迎されそうです。それと、お手頃価格と簡単な仕組みで、他にも応用範囲が広そうに思えます。

液体シリコンから太陽電池の製造に成功 製造コスト大幅削減に期待

 先週は新聞各紙が、北陸先端科学技術大学院大学の下田達也教授およびJSR株式会社(旧日本合成ゴム株式会社)の研究グループが、初めて液体シリコンから太陽電池を製造することに成功したと報じました。

 現在の太陽電池製造方法は固体シリコンか気体シリコンから製造されています。

 固体の場合は、固体シリコンの塊を薄く切り取って薄膜を作っています。

 気体の場合は、シリコンガスを板に付着させて薄膜を生成する方法です。

 今回成功した方法は、Siインクというシリコンを含む溶液をガラス上に滴下し、その板を回転させて均等の厚さに塗布し、摂氏400度の温度で焼き固めることで、薄膜型の太陽電池を作るというものです。固体や液体から作る場合に比べて、低コストで大量生産できることが期待できるとのことです。

 今後の課題は、薄膜のさらなる高品質化、セルの作製技術の向上、最適セル構造の開発などによる高効率化です。さらに、塗布・焼成プロセスの技術確立、Siインクの低コスト化などにより、トータルコストの低減を目指すとのことです。

 JSR以外の国内太陽電池メーカーを加えた研究グループで実用化に向けた研究を進め、現在の商用電力と同等のコストを可能にするコストパフォーマンスの高いシリコン太陽電池の製品化を目指すとのことです

 具体的には、5年後に既存の太陽電池より発電コスト半減した製品を実用化する目標とのことです。


 どうやら液体シリコンから製造する場合は、劇的な製造コストの低下が見込めるということのようですね。

 しかし5年後というと、前に 光吸収率が現在の100~1000倍の太陽電池 で紹介した、100倍もの高効率で塗布も可能という画期的な太陽電池の実用化目標が2015年だったので、達成できれば今回のものより画期的に凄いものがそれ以前に実現してしまうことになります。

 いずれにしても、大変に有益な新技術の開発が色々と進んでいることは嬉しいですね。

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