地球の温暖化はどうして起こるのでしょうか？ 簡単に言ってしまえば、『熱』が『逃げない』からです。 『逃げない』原因が、二酸化炭素などによって地球が覆われ、いわゆる温室 効果で地球の熱が宇宙に放出されないということです。 温室効果を防ぐために、二酸化炭素の排出削減が叫ばれており、太陽光発電 は、発電することによって火力発電量を減少させ、火力発電による二酸化炭素 の排出削減に寄与していると考えられています。 では、『熱』はどうなんでしょうか？ そもそも『熱』が発生しなければ、温暖化なんか起こらないわけです。 人間は生きているだけで一人 また、様々な産業活動によって、多くの熱を排出しています。 しかし、地球における最大の熱源は『太陽光』です。『太陽光』が吸収され、 それが大量の熱に変わります。 太陽光発電は、この『太陽光』の一部を熱ではなく電気に変えています。 電気に変わった分だけ、熱の発生を抑制していることになります。 そうです。太陽光発電て、一石二鳥なんですね。 それでは、どのくらいの熱の発生を防いでいるのでしょうか？ 我が家の場合を例にとって考察してみます。 太陽電池モジュールの変換効率（％）は、以下の式で表されます。 太陽電池モジュールの変換効率（％）＝ (モジュール公称最大出力[kW])／(モジュール面積[平米]×照射量[1kW／平米]） ×100 この式に我が家のケースを当てはめると、 変換効率(％)＝1.8kW／(13.8402[平米]×照射量1[kW／平米])＝13.0％ です。 つまり、公称通りの変換効率ならば、太陽光エネルギーの13％を熱ではなく 電気に変えていることになります。 実際には温度上昇による効率低下がありますので、平均的な変換効率を公称 値の75％と仮定すると、 13.0％×75％＝9.75％ となり、太陽光エネルギーの9.75％を熱ではなく電気に変えています。 我が家のパネルは型が古いので、変換効率がメーカーサイトに掲載されてま せんが、最新機種ならば太陽電池モジュールの変換効率（％）は載っています。 さて、それでは、どの位の熱量の発生を防げるのでしょうか？ 年間発電量を定格の1000倍と仮定しましょう。我が家では1800kWhです。 便利な単位変換サイトがありました。 http://www.page.sannet.ne.jp/kmiya/Sonota/convert.html 1[kWh]＝3,600,000[J]＝3.6[MJ]と言われてもピンときませんかね。 1[kWh]＝859.845[kcal]です。つまり、1800[kWh]＝1,547,721[kcal]です。 [kcal]の定義は「1kg（≒1L）の水の温度を1℃上げるのに必要な熱量」です。 さて、何に例えましょうか？？？ そうだ、お風呂がいい。 我が家では、風呂の湯張りを200Lにしています。10℃の水を40℃のお湯にす るための熱量は、 200kg（≒200L）×（40℃−10℃）＝6,000[kcal] 1,547,721[kcal]／6,000[kcal]＝257.9535≒258 年間で258回分、風呂を沸かせるだけの熱量を放出しないで済んでいます。 これって凄いと思いませんか？？？ 我が家の『省熱』量を見てみましょう。単位は[kcal]です。 結果をグラフにすると、Ｆｉｇ．１のようになります。 07/11/18現在、累積で6,590,712[kcal]（風呂1098回分）の『省熱』です。 |
Ｆｉｇ．１ |
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さて、上記は太陽電池が太陽光を電気に変えることよって、太陽からやって きた光エネルギーによって発生する熱を減らしているというお話でした。 次に、太陽光発電によって節約できた火力発電の熱量を考えてみます。 火力発電は物を燃やすことによる熱でタービンを回して電気を発生させます。 そのとき、発生させた熱を全て電気に変えることはできません。残った熱は、 地球上に放熱されます。この熱量はどのくらいなのでしょうか？ 火力発電といっても燃料によって効率が違いますし、発電所の新旧でも効率 が違いますが、大雑把に平均すると効率は約40％だそうです。 効率[％] ＝ 発電した電力量[kWh]／燃やした熱量[kJ] （燃やした熱量[kJ] ＝ 発電した電力量[kWh]／効率[％] ） 従って、 放出熱量[kJ] ＝（100[％]−効率[％]）×燃やした熱量[kJ] ＝（100[％]−効率[％]）／効率[％]×発電した電力量[kWh] となります。 つまり、効率が40％の場合、発電量1[kWh]当たりの放出熱量は、 （100−40）/40×3.6[MJ]＝1.5×859.845[kcal]＝1,289.7675[kcal] （ここで、1[kWh]＝859.845[kcal]です。） 年間1800[kWh]発電すると2,321,581.5[kcal]の放熱を防いだことになります。 上記と同じく風呂に例えると、年間で258回分×1.5＝387回分の風呂を沸か せるだけの熱を放出しないで済むことになります。 両方の効果を合わせると、なんと、645回分もの『省熱』になるんです。 太陽エネルギーを電気に変えることによって発生させなかった熱量は、 1[kWh]あたり、859.845[kcal]。 火力発電の発電量を抑制することによって削減できた発熱量は 1[kWh]あたり、1,289.7675[kcal]。 合計で1[kWh]あたり、約2150[kcal] ＝ 9[MJ] 新エネルギー財団のデータによると、補助金を貰って設置した太陽光発電の 設置容量は累計で、918,263[kW]。発電容量1[kh]当たり、年間で1000[kWh]を 発電すると仮定すると年間発電量は、918,263,000[kWh]。 これによって、1,974,265,450,000[kcal]＝8,264,367,000[MJ]の『省熱』です。 うーん、どのくらいの熱量なのか、見当がつきませんね。 東京ドームの容積は、 1,240,000[m^3］＝1,240,000,000[L]＝水1,240,000,000[kg] 1,974,265,450,000[kcal]／（水1,240,000,000[kg]×50杯）＝31.82[℃] 東京ドーム50杯分の10℃の水をちょうど良い湯加減のお湯にできます。 あくまでも、新エネルギー財団の補助金を貰った太陽電池だけの話です。 これだけの熱の発生を抑制できるって、やっぱり凄いと思いませんか？ |
