IBMがスイス企業と開発のハイブリッドな集光型太陽光発電は太陽エネルギーの80%を利用可能

IBMは、CSP(集光型太陽熱発電)の製造で革新的な開発を続けているスイスのAirlight Energyと共同で、2000倍もの集光が可能な集光型の太陽光・太陽熱併用の発電システムを開発したと発表。

HCPVT(High Concentration PhotoVoltaic Thermal/冷却熱利用型超高集光太陽電池システム)と呼ばれるこのシステム、呼び名は小難しいものの考え方はシンプルで、太陽光を集めたら光も熱もどっちも集まるんだから、どちらか一方だけじゃなくて両方利用しよう!というものです。

従来製品としては、集光した太陽光を利用して太陽電池で発電する集光型太陽光発電(cpv)と、集光した太陽熱を利用して主にボイラーを回転させる方法で発電する集光型太陽熱発電(csp)がありますが、今回開発したのはこのハイブリッド型ともいえる発電方式。ちなみに追尾機能も備えており、「太陽放射を2,000倍集光し、その80パーセントを有用なエネルギーに変換」できるのだそう。ある意味変換効率80%ですね。(参考:集光型太陽光発電では商品化されているもので効率約35%
太陽のエネルギーをこれ以上に最大利用できる製品はおそらく今までなかったでしょう。2017年までに商品化して市場に出すことを目標としており、今からワクワクします。

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写真が今回開発されたHCPVTシステム。まさにひまわりが花咲くような形状をしています。
10メートルの支柱の上に40平方メートルのパラボラ状の台座が設置され、常に太陽の方向を向くよう追尾機能が備わっています。
台座の内部には36枚も楕円形の鏡が太陽の光を中心の発電システムに集めます。
ちなみにこの鏡は厚さ0.2ミリメートルのプラスチック・フォイルを素材としており、経年劣化によって交換が必要となる10~15年後にはリサイクルができるのだそう。

集光された光はレシーバーに実装された1cm角の多接合型の太陽電池チップ(1枚の出力は最大57W、これが何枚利用されるかは未公開)で電力に変換されます。

これだけ集光された日光をまともに受ければチップは1,500℃を超えることになるところを、85℃~90℃の温水を使って”冷却”してチップを動作温度範囲内の105℃に保つのだとか。ここで出た排水に使用方法は幾パターンかが考えられています。
例えばこの温水から飲料水をつくったり、空調に利用したり、海水を蒸留して淡水化したり。
飲料水をつくる場合だと、受光面積1平方メートルあたり一日30~40ℓを作り出すことが可能だといいます。

一台で大容量の電力・温水を作ることができる同システムは遠隔地を含めた多様な場面での採用を想定していますが、商品化に先立ってAirlightとIBMは、2015年12月までに2つの自治体を選定し、HCPVTシステムの試作品を寄贈するとのこと。

参考

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