太陽エネルギー利用の基礎知識
日本太陽エネルギー学会の監修で、太陽エネルギーの基礎知識をご紹介します。
新型コロナウイルスにより大きな影響を受けた世界経済の回復にあたり、
世界では再生可能エネルギーなどへの投資を含む「緑の復興」グリーン・リカバリーの取り組みが始まっています。
この連載では、再生可能エネルギーの中で大きな割合を占める太陽エネルギーに着目し、
日本太陽エネルギー学会の監修による基礎知識をまとめたコンテンツを掲載します。
Vol.1
再生エネルギーの種類。世界と日本国内での再生エネルギー割合と導入推移を紹介
再生可能エネルギーには、太陽エネルギーから光や熱を直接利用する太陽光や太陽熱、水力、風力、生物資源を利用するバイオマス、地球内部の熱を利用する地熱など様々な種類があります。気候変動やエネルギー安全保障などの世界的な課題に対応するため、再生可能エネルギーへの転換が進められています。第1回は「再生エネルギー」に注目し、世界と日本国内での再生可能エネルギー割合と導入推移について紹介します。
Vol.2
太陽電池の構成単位、製造プロセス、性能指標および最新技術
第２回は、「太陽電池」を紹介します。太陽電池は太陽エネルギーからの光を利用する電池であり、政府が表明した2030年度の温室効果ガス排出を2013年度比46％削減するという目標の達成に向け活用が期待されています。今回は、太陽電池の構成単位、太陽電池モジュールの製造プロセス及び性能指標、発電効率を向上させる条件や最新技術について解説します。
Vol.3
太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナ(PCS)の役割とMPPT制御アルゴリズム、そして環境性能
第３回は、「太陽光発電システム」を紹介します。メガソーラー(大規模太陽光発電所)や住宅の屋根などに設置されている「太陽光発電」でよく耳にするパワーコンディショナ(PCS)の役割に注目し、MPPT制御アルゴリズムである「一定電圧制御」「山登り法」の特徴、「追尾式」と「集光式(CPV)」太陽光発電システムの特徴を解説した後、太陽光発電システムの環境性能について解説します。
Vol.4
太陽光発電の出力予測を支える日射量予測技術
第４回は、太陽光発電の出力予測を支える「日射量予測技術」を紹介します。今回は、太陽光発電の出力に大きな影響を与える日射量予測の重要性、その予測技術として、数値予報モデルを用いた予測や気象衛星からの観測データからの推定方法について説明した後、予測精度を検証できるアンサンブル予報について解説します。
Vol.5
風力発電の仕組みと導入量の推移、洋上風力発電の基礎形式と展望
第５回は、太陽光発電とともに再生可能エネルギーの主要な発電方式の一つである「風力発電」を紹介します。太陽エネルギーと風は無関係のように思われがちですが、地球に降り注ぐ太陽エネルギーが大気を動かし、風を発生させていますので、大きなくくりでは風力発電も太陽エネルギー由来だとも言えます。今回は、風力発電の仕組みや導入量の推移、洋上風力発電について解説します。
Vol.6
太陽熱利用システムの６つの種類と特徴、太陽熱利用システムの設置面積の推移
第６回は、太陽光の熱をそのまま使う「太陽熱利用システム」を紹介します。太陽熱利用は太陽光発電に比べて、電気に変換する際のロスがない分、上手に使えばエネルギー利用効率が高いと言えます。今回は、世界と日本の太陽熱利用システムの設置面積の推移、太陽熱利用システムとソーラークッカーの特徴と種類について解説します。
Vol.7
建築・住宅における太陽エネルギー利用の4つのトレンド
第７回は、「建築・住宅における太陽エネルギー利用」を紹介します。太陽光発電システムの導入にプラスして、太陽熱を取り入れ、断熱・蓄熱、空気の流れの工夫などにより空調や給湯などにかかるエネルギーを減らす技術が開発されています。今回は、ZEH(ネット・ゼロ・エネルギー・ハウス)、PVTシステム、パッシブソーラーとZEB(ゼロエネルギービル)の4つのトレンドについて解説します。
Vol.8
バイオマスとは。定義や種類、利用形態を分かり易く解説
第８回は、「バイオマス」を紹介します。バイオマスとは、元々は生態学の分野で用いられていた言葉であり、光合成生物が太陽光を受けて生産した物質とそれらを利用する従属栄養生物がつくり出す生物体の量を指します。バイオマスのエネルギー利用には地域に賦存するバイオマスの種類、その地域のエネルギー需要に適した方法で利用する「適材・適地・適法」が必要です。今回は、バイオマスの定義や種類、利用形態について解説します。
Vol.9
水素エネルギーとは。製造プロセスの種類による色分けや利用形態を分かり易く解説
第９回は、太陽エネルギーなどを使って製造することができ、燃料電池などで利用される「水素エネルギー」を紹介します。太陽光発電や風力発電などの変動が大きい自然エネルギー、そして季節や昼夜で大きく変動するエネルギー需要に対応するため、その運び手と調整役として水素エネルギーが期待されています。水素需要シナリオを紹介しつつ、製造プロセスの種類によって色分けされる水素の種類や燃料電池など水素の利用形態について解説します。
Vol.10
再生可能エネルギーの導入ポテンシャルから、日本の地域毎の再エネ政策を考えてみる
最終回となる第10回は、日本における「再生可能エネルギーの導入ポテンシャル」を紹介します。再生可能エネルギーの導入ポテンシャルとは、賦存量の中で利用可能とみなせる再生可能エネルギーの潜在的な量を意味します。今回は、環境庁の再生可能エネルギー情報提供システム(PEPOS)のデータを基に導入ポテンシャルを把握するとともに、これから日本の再エネ政策について解説します。