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草津の湯を用いた熱電発電 〜温泉熱利用発電システム〜

草津の湯を用いた熱電発電の記事が毎日新聞にありました。
http://mainichi.jp/area/gunma/news/20100105ddlk10040069000c.html

群馬県HPより
http://www.pref.gunma.jp/cts/PortalServlet;jsessionid=FFC8743160A2E35BF7EF5E008464B7DA?DISPLAY_ID=DIRECT&NEXT_DISPLAY_ID=U000004&CONTENTS_ID=49312

関連論文
(東芝レビュー)
http://www.toshiba.co.jp/tech/review/2008/02/63_02pdf/a03.pdf
(釧路高専)
http://www.kushiro-ct.ac.jp/library/kiyo/kiyo37/uraie37.pdf

万病に効くと言われている草津の湯で発電をするというユニークな記事です。
直感的には、無尽蔵に出てくるお湯の熱を利用して発電するのでいい気がします。記事によると、320枚の素子を並べ、それぞれの端に95度前後の温泉水と15~20度のわき水を流すことで出力150ワットを得ているとのこと。お湯なので熱源の上限が100度付近になり、下限が室温程度なので温度差があまりとれないのがネックになっていそうです。一方で太陽電池と比較すると24時間、天候に左右されずに発電してくれるので、長期的には大きな電力が得られているようです(東芝レビュー論文中の図8)。

材料的にさらに効率がアップすること、素子のコストが下がることで大ブレークする技術だと思います。現在のエコブームに乗って研究者が増えて、よい成果が出て大ブレークすることを期待したいですgood

新聞の記事は続きを読んでください

群馬のエコパワー:/1 草津の湯で温度差発電 /群馬

 温泉に水力、太陽光から家畜のフンまで--。生活になくてはならない電力を、身近なところから得ようとする試みが、県内でも進んでいる。発電で生じる二酸化炭素(CO2)を削減し、地球温暖化の緩和につなげるのが狙い。群馬の豊かな自然を生かした、ちょっとすてきな「エコ」への取り組み。未来を明るく照らすエネルギーの今を探った。
 ◇実用レベル、高信頼性

 「温泉の熱をただ捨てているのはもったいない。何とかならないものでしょうか」

 東芝の電力・社会システム技術開発センターで、温度差を利用して半導体で熱を電力に変換する研究をしていた大石高志さん(61)に03年、草津町から温泉熱を用いた発電の研究依頼が届いた。さまざまな省エネ事業を進める、独立行政法人「新エネルギー・産業技術総合開発機構」(NEDO)が「全国でも聞いたことがない」という温泉の湯を用いた「温泉熱利用発電システム」の共同研究が始まった。

 温泉熱発電の核となるのが、温度差を利用して発電する「熱電変換素子」だ。素子は2種類の異なる半導体を組み合わせ、両端に温度差が生じると電力が生じる「ゼーベック効果」と呼ばれる現象を利用する仕組み。マイナスを帯びた電子が温度の低い方向へ移動する性質を持つn型半導体と、プラスの正孔(ホール)が温度の低い方向へ移動する性質を持つp型半導体を組み合わせ、電流を生じさせる=図。素子は、アポロやボイジャーなどの宇宙探査船にも搭載され、電源に用いられた歴史もある。

 約1年間の共同研究で試作機が完成し、05年12月、草津町のベルツ温泉センター内に実用機が設置された。320枚の素子を並べ、それぞれの端に95度前後の温泉水と15~20度のわき水を流す。出力150ワットと規模は小さいが、センター内の電光掲示板や照明用の電力に用いられている。

 元々は災害時の非常用電源での利用を想定した草津町の温泉熱発電。約4年間、連続運転しても問題が見つからなかったことから、大石さんは「実用化できるレベルを確認できた。信頼性も高い」と自信を見せる。

 温度差を利用するだけで構造が単純なため、ほとんどメンテナンスが必要ないのが強み。素子が1枚700~800円と高価なうえ発電の規模が小さく、発電コストが高いのがネックだが、清掃工場の廃熱や、太陽光熱など、温泉以外にも応用範囲は広い。大石さんは「課題をクリアすれば廃熱の有効活用がさらに広がる」と期待する。

 「大きな電力を生み出せるわけではないが、自然のめぐみを利用するのはいいこと」と草津町観光創造課の長井英二課長。廃熱もリサイクルする時代が訪れている。

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