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コラム

小水力発電も太陽光発電も再生可能エネルギー

2021年6月14日   文 スタッフ-hayashi

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マイクロ水力発電 太陽光発電 再生可能エネルギー

水力発電も太陽光発電も再生可能エネルギーの一つです。

枯渇せずに繰り返し永続的に利用可能なこと」が再生可能エネルギーの定義です。

火力発電にエネルギー源として使う石炭も石油もいずれ枯渇することは明白なので再生可能エネルギーとは言いません。

水力発電と太陽光発電のエネルギーを供給しているのはどちらも太陽です。太陽が存在する限り使えるエネルギーで途絶えることはないです。

原子が本質的に持っている放射能の性質を使った原子力発電とはエネルギーの発生もとが根本的に違います。

同じ再生可能エネルギーでも水力発電と太陽光発電では太陽の供給するエネルギーの電力への変換手法が異なるのです。

水力発電は太陽の持つ熱エネルギーを、太陽光発電は太陽の持つ光エネルギーを電力に変えているのです。



小水力発電とは?

小水力発電とは文字通り水力による発電で、発電量が通常のダムによる水力発電に比べて小さいということ発電施設も小さいということを意味します。

水力発電は本来再生可能エネルギーでありますが大型ダムを用いた発電は小水力発電と区別されることがあります。

水力発電は大も小も再生可能エネルギーの定義に適合しているのに何故でしょう?

それは大規模ダムが引き起こす自然破壊を考慮しているからです。

水力発電機が発する電力は、太陽熱が引き起こす降雨や降雪が高地に水として溜まった場合の高いところにある水と低いところにある水の高低差の持つエネルギー差を電力に置き換えたもので、高低差の利用の仕方で様々な方法があります。

例を挙げると一般河川、砂防ダム、治山ダム、農業用水路、上水道施設、下水処理施設、ダム維持設備、既設発電所の放流水、ビルの循環水、工業用水などがあります。



太陽光発電とは?

太陽光電池を用いて太陽から届く光エネルギーを電気エネルギーに変えるものです。

一つ一つの太陽光電池(セル)が発生する電力は小さいので、セルを組合せて、ソーラーパネル、ソーラーアレイと必要発電量に応じて大きくしてゆくのです。

光の当たり方で発電量が大幅に変化します。

太陽光が当たらない夜は発電できません。

マイクロ水力発電 太陽光発電 SDGs



小水力発電の利点は?

水力発電はもともと再生可能エネルギーです。

しかしそのことよりも一般ダム発電の場合はダム建設による周辺への影響の大きさが問題となり、建設へ適した場所が無くなってきているのです。

従来の水力発電所は、家庭から工場まで幅広い領域の一般的電力を供給することを目的としていたため、どうしても大規模なものとならざるを得ませんでした。

大規模ダムの建設の適地の減少に伴って、これ以上水力による有効発電が困難になってきました。

そこで再生可能エネルギーである水力の有効利用の一手段として注目されたのが、小水力発電です。

電力の使用目的を限定することによって使う水の量を減らすと共に発電設備も小型化して発電設備の設置場所を様々のところに確保するのです。

これが小水力発電です。


小水力発電の魅力!

・現在一般の電力を賄っている火力発電にとって必要不可欠の化石燃料の消費量と温室効果ガスの排出量を削減できる。

・昼夜・天候にかかわらず安定して電力を供給できる。


・適度な容量の保水装置があれば、太陽光発電の場合に電力の安定供給をするために必要な大きな蓄電池が不要

・需要地に近接設置でき、送電コストや損失を減らす事ができる。

・最初から交流発電を行うので、送配電系統へ連系する場合、太陽光発電のように直流から交流への商用電源周波数のインバータ装置が不要。

・同じ再生可能エネルギーでも、太陽光発電装置のように影やパネルの汚れ、火山灰、降雪等で太陽光を遮蔽されると電気の供給量が減るといったことが無い

・太陽光発電のようにパネルの損壊部から、鉛やセレン等の有害物質が流出し、土壌汚染を招くことも無い



まとめ

地球の温暖化による荒れた天候の続く中、再生可能エネルギーの使用が強くうたわれています。

電力はそれ無しでは人類の生活が成り立たない程に普及しています。

電力は、長い人類の歴史を通して、様々の形で地球に存在するエネルギーを何らかの手段を用いて電気という同じエネルギーに変換し、通常の生活で様々な場面で活用出来るように一様化したものです。

変換前のエネルギー源には石炭や石油のように生成に非常に長時間を必要とし、実質的に再生不能なものもあります。

その点で水力発電と太陽光発電は再生可能エネルギーを用いる典型的な発電方式です。

この二つの発電方式のちがいは、太陽の持つ熱エネルギーで水を上空に持ち上げるのと光エネルギーによって半導体内部にイオンの偏りを作るちがいです。

水力では永い間の活用によって開発・改良された発電機器のさらなる改良、太陽光ではセルの素材のさらなる開発に大きな期待が持たれるところです。



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