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2014年05月30日

button_15.jpg  旭硝子、超軽量ソーラーパネル (ライトジュールTM)を販売開始

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〜化学強化特殊ガラス“Leoflex○R ”でパネルの重量を約半分に〜

AGC(旭硝子株式会社、本社:東京、社長:石村和彦)は、5月から従来型のソーラーパネルに比べて重量を約半分にした超軽量ソーラーパネル「ライトジュールTM」の販売を開始します。薄くて強い化学強化特殊ガラス“Leoflex○R ”をカバーガラスとして使用することで、軽量化を実現しました。

近年、ソーラーパネルの設置場所として、工場や倉庫、公共施設など広い面積を持つ屋根の有効活用が広がっています。しかし、荷重制限のため従来型のソーラーパネルの設置が難しい屋根の場合、設置するパネル数を減らす、もしくは設置するために補強工事を施す必要がありました。

「ライトジュール」は、パネル自体が軽量のため、そうした箇所にも補強工事をするとなくパネルを設置することができ、従来型と比べてコストをかけずにパネルの設置面積を拡大することができます。また、軽量化により設置にかかる作業効率が改善し、設置コストの削減も期待できます。

AGCは、化学強化特殊ガラス“Leoflex”の特徴を活かした「ライトジュール」の販売を進めるとともに、今後も省エネに関するニーズに応える製品・技術を提供していきます。
2014年05月29日

button_15.jpg  光の吸収にも発振にも使うことができる革新的なソーラーセルを開発、ケンブリッジ大

Published: March 28, 2014.
Japanese text by Alexander Romero and Zachary Gardner
based on release from University of Cambridge


現在、一般住宅の屋根などに設置されてるシリコンベースのソーラーセルは、約20%のエネルギー変換効率を有している。このシリコンベースのソーラーセルが現在の20%のエネルギー変換効率を有するに至るにはこれまでに20年の歳月を要してきた。


Oxford のProfessor Henry Snaithによってリードされた研究チームは、最近、19世紀の科学者レフ・ペロズスキ(Lev Perovski)によって発見されたペロブスカイト構造(perovskite)に基づく全く新しい種類の革新的なソーラーセルを開発することに成功した。

このペロブスカイト型ソーラーセルは、最初のプロトタイプが開発されてからたったの2年で、現在の商用ソーラーセルのエネルギー変換効率に匹敵する17%の変換効率を達成するに至ったっていた。

そして今、CambridgeのCavendish LaboratoryのProfessor Sir Richard Friendにリードされた研究チームは、SnaithのOxford groupの協力の元でペロブスカイト型ソーラーセルは、光を吸収する能力をもっているだけでなく、光を発振する能力ももっていることを実験によって証明し、この安価なレーザー発振器製造につながる革新的な研究成果をJournal of Physical Chemistry Lettersを通じて発表した。

2枚のミラーの間にリードハロゲンペロブスカイト(lead halide perovskite)の薄いレイヤーを挟むことによって、研究チームはこれらのセルは吸収した光の最大70%を再発振することができる非常に効率的な発光体(luminescence)の能力を持っていることを発見した。

研究チームでは、このソーラーセルは、1961年にShockleyとQueisserによって最初に確立された光の吸収と発振に関わる原理(Shockley–Queisser limit)との根本的な関連性を指摘した上で、もし素材が光を効率的に電気に変換することができるのであれば、その素材は同時に、電気を効率的に光に変換することも可能になるだろうと述べている。研究チームではまた、このペロブスカイト型ソーラーセルが、誕生してからたったの2年で商用ソーラーセルに匹敵する変換効率を達成し得たということは、今後の研究が進んだ場合、このソーラーセルは更に高い変換効率を達成し得る可能性ももつものとなるだろうと考えている。

button_15.jpg  オークリッジ国立研、テルル化カドミウム太陽電池の動作原理の謎の解明に成功

Published: April 23, 2014.
Japanese text by Billy Murray and Kirk Coleman
based on release from Oak Ridge National Laboratory

テルル化カドミウム(Treating cadmium-telluride (CdTe))はテルル化カドミウムを用いることによりエネルギー変換効率を高めたものとなる。しかし、これまではテルル化カドミウムを使うとなぜ、エネルギー変換効率が向上するのか、その原理については完全には解明されてはいなかった。そして今、Oak Ridge National Laboratoryの研究チームは、この薄いフィルム型の太陽電池を原子レベルで解析を行うことにより、数十年来に渡るこの太陽電気の動作原理を完全に解明することに成功した。

ORNL、University of Toledoそして National Renewable Energy Laboratoryの共同研究チームは、この動作原理が不明だった太陽電池の謎を解明するために、電子顕微鏡を使って解析を行い、その結果を元にその動作をシミュレートするコンピューターモデルを作成することで、その物理的な動作原理を解明し、この結果をPhysical Review Letters (PRL)を通じて発表した。

薄フィルム型のテルル化カドミウム太陽電池は、製造コストが安いこと、また、コストあたりの発電量が多いこと、さらに製造の容易さから、現在家庭用として主流を示しているシリコンを使った太陽電池の潜在的なライバルとなる可能性が指摘されてきた。シリコンを使った太陽電池はエネルギー変換効率が低いという問題を持っているが、技術的に確立されたものであることが今日に至る普及の要因となってきた。

1980年に発表された論文により、カドミウムクロリドとテルル化カドミウムを使った薄フィルム型太陽電池はエネルギー変換効率を大きく改善する能力を有していることが発表された。しかし、テルル化カドミウム太陽電池がなぜ高いエネルギー変換効率を有することができるのか、その動作原理の解明には至らなかった。

button_15.jpg  地球温暖化を防ぐ唯一の現実的手段は原子力、気象学の最高権威が警告

隠される原子力・核の真実 [ 小出裕章 ]

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Published: April 23, 2014.
Japanese text by Henry Carroll and Louis Cooper
based on release from SAGE Publications

「人類が取り得る全て手段を講じたとしても、地球工学的手法に頼らず地球温暖化を防ぐことができる唯一の方策は原子力を強力に推進することにある」と気象問題の最高権威の一人となるTom Wigleyは、最新号の「Bulletin of the Atomic Scientists」の中で述べている。その上で彼は、今の内に有効な方策を講じなけれた将来的には、地球工学的手法に頼るしか地球温暖化を防ぐことはできなくなると、Bulletinが行ったインタビューの中で警告を発した。

Bulletinに掲載されたインタビューの中で、Wigleyは、気象温暖化を防ぐための地球工学的アプローチには2つあると述べている。一つは、成層圏に硫酸塩などのエアゾルを放出することで太陽放射の一部を反射させることとなる。この手法は、火山性排出物が地球の寒冷化に一役買っているのとほぼ同じ効果をもたらす。そしてもう一つの方法は大気中の二酸化炭素を除去するという方策となる。この2つを比較した場合、大気中にエアゾルを放出することの方が現在の科学技術力からすると現実的な方策と言えるだろう。

こうした地球工学的手法の実施を避けるためには、国際社会は最終的には、二酸化炭素を放出せず、地球温暖化を招くことのない原子力発電の導入を選択する圧力に晒されることになるだろうと、Wigleyは言う。彼の同僚の気象学者は大方において、原子力発電を使用することは、地球工学を実施することに比べれば恐怖は少ないということで同意している。しかし、彼の原子力推進論は、既に原子力と地球工学的手法の両方に反対している気象学者の間からは反発を招いている。

「こうした人達と話さなければならない時には、まず、地球工学的手法のことから話すことにしている」とWigleyは言う。「なにも講じることをしなければ、最終的には(原子力よりも怖い)地球工学的手法を講じなければならなくなるのです」。

Bulletinの最新号ではまた、Center for Investigative がサンフランシスコ湾のTreasure Island で行われてきた放射能の除染結果について1年がかりの調査結果の報告を行った。Treasure Island には長いことU.S. Navy の基地が置かれ、使用済みの核燃料、プルトニウム、セシウム137などの保管施設として利用されてきた。Navyはこうした物質を長期間に渡って安全に保管することはできないことは知っていたが、この事実を公表することはしなかった。その結果、基地が民間に払い下げられた後、実施された民間企業の再開発により放射能汚染は島全体に拡大してしまった。

Tom Wigleyはインタビューの最後をこうまとめている「原子力は地球工学的手法を避けるための唯一の現実的解決策となる。」しかし、そのためには原子力に関わる別の問題の解決も避けては通れないだろう。

button_15.jpg  グリーンランドはこれまでに考えられている以上に海面上昇に大きな影響を与えている可能性が高い

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Published: May 18, 2014.
Japanese text by Lance Gordon and Calvin Greene
based on release from University of California - Irvine

グリーンランドの氷床はこれまでに考えられている以上に、暖流の影響に対して脆弱であることが UC IrvineとNASAの地球科学者による共同研究の結果から判明した。そして研究チームはこの研究成果をNature Geoscienceを通じて発表した。

研究チームは、グリーンランドの氷床の数十マイルの下にこれまでには知られてこなかった渓谷があることを発見した。これらの岩盤渓谷は海水面の下にあるということは、大西洋の暖流によりグリーンランドの陸地にある氷河はその下から予想以上に大量の海水によって浸食を受けているということになる。

グリーンランドの亜大陸部の氷床は既に暖流の流れを受けて融解が加速している。しかし、これらでのモデルでは、融解が一定限度まで進み、海水面に接している氷河が全て融けてしまった場合には、融解の速度は減少することを予想していた。

「これまでのモデルは正しくなかったことがことになるのです。グリーンランドの氷床の融解速度は、融解が内陸部に達しても遅延することなしに、より内陸部まで融解が進行する可能性があることが判ったのです」とこの論文のリードオーサーであるUCIのMathieu Morlighemは述べている。

button_15.jpg  南極では年間1590億トンの氷が喪失している、リード大

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Published: May 19, 2014.
Japanese text by Lance Gordon and Calvin Greene
based on release from University of Leeds

南極における3年間に渡る調査活動の結果、南極では年間あたり1590億トンの氷が喪失していることが判った。この新しい調査結果は、これまでの推定喪失値の2倍となる。

平均すると南極西部では134ギガトン、南極東部では3ギガトン、南極半島部では23ギガトンの氷が2010〜2013年の調査期間を通じて年平均で喪失していたこととなり、南極全体では年平均で159ギガトンが喪失していたことになる。

また、南極西部の氷の喪失率は、 今回の調査に使用されたCryoSat-2観測衛星が打ち上げられる前の2005〜2010年の比較では、年間当たりの喪失率は31%増加するなど、南極西部の氷の喪失率は、毎年増加傾向にあることも判った。

研究チームでは、南極西部の氷の喪失は特にAmundsen Coastで顕著なものとなっており、モデルによるシミュレーション結果と合わせるとこの領域の氷床は、崩壊に向けた前段階にあることが判るとまとめている。

button_15.jpg  風力発電の効率を向上させる新しい風力発電のコンセプト、アイオワ州立大

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Published: May 23, 2014.
Japanese text by Lance Gordon and Calvin Greene
based on release from Science China Press



Iowa State UniversityのDr. Hui Huの研究グループは、風力発電の生産効率を規制する2基のタンデム型風力発電風車(tandem wind turbines)の相対的回転方向効果(relative rotation directions effects)の研究を行った。相対的回転方向効果は風力( wind loads)によって風車のウェークフロー(wake flows)に影響を及ぼすことになる。


そして研究グループは、Iowa State Universityにあるの大規模風洞実験環境「Aerodynamics/Atmospheric Boundary Layer (AABL)」で行われた実験結果を「An experimental study on the effects of relative rotation direction on the wake interferences among tandem wind turbines」という論文名で「SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy, 2014, Vol 57(5).」を通じて発表した。

一般的な風力発電所においては、風上に置かれている風車は、風上に置かれている風車の干渉を受ける風下に置かれている風車と比べるとその表面の風力特性はかなり異なるものとなる。風力発電所において、相互の風車の干渉を最小限に抑える新しい風車アレイの配置を行うことにより、風上の風車が風下の風車に与える干渉を抑えることで風力発電所全体での発電効率を最大40%向上させることができることが判っている。そのため、風力発電の研究においては、風上の風車が風下の風車に与える干渉をいかに抑えることができるかが、近年におけるもっとも重要な研究テーマとなってる。

現在主流の風力発電風車は、シングルローター型風車( Single Rotor Wind Turbine (SRWT) )となるが、最近になり、この方式とは異なる2重逆回転型風車(Counter-Rotating Wind Turbine (CRWT) )が注目を集めている。CRWTの場合、前方に置かれたローターとは逆回転するローターを配置することによって、風車を通じた気流の流れは整流化されCRWT風車の後ろに位置する風車は前方に位置する風車の干渉を受け難くなる。そのため、CRWT風車によるアレイの場合、SRWT風車によるアレイよりも相互干渉が少なくなり効率的な発電が可能になる。現在のCRWT風車の場合、2基のローターはニアウェイク特性を最大化させるため、必ず小さな口径のものが採用されている。一方、SRWTの場合、風車ごとに逆方向にローターを回転させることで相互の干渉を排除するシステムについてはこれまでに研究が行われたことはなかった。Dr. Huの研究グループは、2基のタンデム型風車のローターを相対的方向に回転させた場合にどのような影響が生じるのかについて、この研究を通じて風洞実験と数値演算を通して詳細な分析を行った。


button_15.jpg  炭素を大量に含む数千年前の化石化した土壌を発見、ウィスコンシン大

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Published: May 26, 2014.
Japanese text by Lance Gordon and Calvin Greene
based on release from University of Wisconsin-Madison

数千年前に地表に存在し、現在は地中の奥底に埋もれてしまった土壌に大量の炭素が含まれていることが判った。炭素が大量に含まれている太古の地表近くにあった土壌が発見されたことは、地球の炭素循環(carbon cycle)を解明する上での重要な手がかりとなるだろう。

学術専門誌「Nature Geoscience」を通じて発表されたこの新しい研究成果は、地中深くにある土壌は、有機起源の炭素を長期的に保管することができる貯蔵庫としての役割を果たしていること、また、これらの炭素は、地表の浸食、農業、非森林化といった人間活動によって大気中に再放出されることで地球温暖化を促進させる可能性があることも意味するものとなるだろう。

「これまでだれも調査をしてこなかった所に大量の炭素があることが判った」とこの論文のリードオーサーとなるUniversity of Wisconsin-MadisonのErika Marin-Spiottaは述べる。「これまで地中の深くには炭素はほとんど存在していないと考えられてきた。しかし、こうした研究成果はせいぜい、地表から30センチの深さを調査してきたに過ぎない。我々の新しい研究成果は、我々は土壌に存在する炭素の総量を過小評価してきたということを示唆するものとなるだろう。」

Marin-Spiottaの研究チームは、カンザス州ネブラスカにある、15000〜13500年前に形成されたいわゆる「Brady soil」と呼ばれている土壌の調査を行った。この地層は、氷河期が終了したことによって生じたその後10000年間の砂埃の蓄積により現在の地表から0.5〜6メートルの深さに生まれてしまっていた。

button_15.jpg  非森林化の進行により中央アフリカの温度上昇はより激化する、KUルーベン

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Published: April 15, 2014.
Japanese text by Lance Gordon and Calvin Greene

based on release from KU Leuven

非森林化の進行によりコンゴ盆地では、2050年までに摂氏0.7度の追加的な温度上昇が起きことが、University of Leuven, Belgiumの研究チームの調べにより明らかとなった。

爆発的な人口増加と非効率的な農業方式により中央アフリカでは現在、熱帯雨林の大規模な破壊が進行している。University of Leuvenの研究チームはこうした状況がこの地域の長期的な気温上昇にどのような影響を与えるかについて研究を行った。洗練されたコンピューターモデルを使うことにより、研究チームは、コンゴ盆地の2050年までの温度上昇をシミュレートした。

その結果、中央アフリカでは2050年までに、地球全体の温室効果ガス増加の影響を受けて現在よりも1.4度の温度上昇が生じることが判った。そしてこの内、0.7度はこの地域の非森林化によって追加効果となって現れることが判った。

この研究成果は、非森林化と地球温暖化の間には強力な地域的な相関関係が生じることを示している。また、今回の研究では、中央アフリカの特定の地域では、非森林化の進行による温度の追加上昇は1.25度にも達することも判った。こうした極端な温度上昇が生じた場合、この地域の動植物の生存に深刻な影響を及ぼし、場合によっては絶滅が生じる恐れがある。

button_15.jpg  ニューヨークの夏の節電に楽天が参画 家庭向けのデマンドレスポンスを展開

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2014年5月27日 環境ビジネス

楽天は、ニューヨーク市で今夏展開予定の節電プログラム「CoolNYC」について、米国の省エネ関連企業ThinkEcoと協業することで合意したと発表した。今回の協業は、国内企業が海外の電力会社と提携し、家庭向けデマンドレスポンスサービスを展開する初めての機会となる。楽天エナジーが今春実施したスマートフォンを活用したデマンドレスポンスが評価され、合意に至った。

これにより楽天は、近年利用者が急増しているスマートフォンアプリやSNSを含めた楽天グループのサービスプラットフォームを活用することで、同プログラムの実効性をさらに高めていきたい考えだ。楽天エナジーは海外のベストプラクティスを日本にいち早く取り込み、新たなサービスへと発展させていくとともに、将来的には、欧米主要国の中心大都市などへの実施エリア拡大や、エネルギーサービスプラットフォームの整備・拡充によるネガワット量の拡大なども視野に入れている。

CoolNYCは、米国の電力会社Consolidated Edisonとニューヨーク市が2011年より取り組んでいる節電プログラム。エアコン制御端末の遠隔操作により、エアコンの設定温度を下げ需要ひっ迫時の電力需要の削減を間接的に定量化するもので、必ずしもスマートメーターの設置を前提としない合理的な手法。昨年のCoolNYCでは、1日の実施で最大27%の電力利用の低減を実現した。

一方、楽天は、国内で新電力会社やマンション一括受電会社と共同で、O2Oアプリ「スマポ」「楽天チェック」を使った外出による節電の取り組みを推進しており、スマートメーター設置を条件としないデマンドレスポンスにおけるパートナー企業を模索していた。

Consolidated EdisonとThinkEcoの柔軟なスキーム構築による実績と、楽天の持つポイントプログラムを使ったエンドユーザーの関心を高めるプロモーション企画、O2Oやメッセージングなどのスマートフォンアプリに代表される技術を融合させることで、スマートメーターの設置を必ずしも前提としない合理的な家庭向けデマンドレスポンスの実施が十分可能と考え、今後は、オンラインマーケティング子会社で米国に拠点を持つRakuten LinkShareと共同で、家庭用デマンドレスポンスに関連したオンラインマーケティング活動を実施する予定。

ニューヨークの夏の節電に楽天が参画 家庭向けのデマンドレスポンスを展開


button_15.jpg  東京都の再エネ電力の比率を2割に 舛添知事「オリンピックまでに大胆に」

再生可能エネルギー政策論 [ 朝野賢司 ]

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2014年5月27日 環境ビジネス

東京都は、6月3日に「東京都再生可能エネルギー拡大検討会」を立ち上げる。舛添要一東京都知事が23日の定例記者会見で発表した。

本委員会では、東京都における再生可能エネルギーの電力に占める利用割合を現在の6%から、2020年の東京オリンピック・パラリンピックまでに20%程度まで高めることを目指し、都内外での導入拡大に向けた具体策のほか、藻の活用のような新技術の開発促進など、多角的な取り組みについて検討する。

舛添知事は、東京は電力の大消費地として一層の省エネ、節電を進めるとともに、再生可能エネルギーの拡大に努めていることが重要だと述べた。

舛添知事は、再生可能エネルギーの比率を2割まで高めることを、自身の政策として掲げている。その方策として、東京都民が自ら生み出す生活排水などの処理過程を活用したバイオガス発電や小水力発電などに着目する。また、先般、東北地方で官民のファンドをつくるというのも、その一環であると説明した。

舛添知事は、同日午前中、再生可能エネルギー発電設備がある下水処理施設「森ヶ崎水再生センター」(大田区)等を視察した。同センターでは、下水の処理の過程で発生するメタンガスを活用して、年間2,000万kWを発電し、センター内の2割の電力を賄う。また、同センターでは、放水するときの水の段差を使った小規模な発電で80万kW(全体の0.8%)、太陽光発電で100万kW(同1%)を発電し、再生エネ発電電力の占める割合は21.8%となっている。舛添知事は、この例をあげて、「同センターと同様の取り組みを東京全体で行う。原発のあるなしにかかわらず、努力をするべきであるし、東京オリンピック・パラリンピックまでには大胆にやる」と語っている。

今回立ち上げる検討会では、専門家に加えて、民間事業者や学識経験者などからも幅広く意見を聞く予定。第1回目の会議には舛添知事も出席して議論に参加する。会議の検討結果は、年末にまとめる「東京都長期ビジョン」に反映していく計画だ。
2014年05月28日

button_15.jpg  第6回:節電タップの変態・進化

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Impress Watch 5月27日

 震災以降、バリエーションが爆発的に増えた節電アイテムが、「節電タップ」である。定義としては、「スイッチでコンセントに流れる電気をオンオフできるタイプの電源タップ」で、主に電気製品の待機電力をカットするために用いられる。主電源でオフにするか、プラグを抜けばいいじゃないかという考えもあるだろうが、電源ボタンがわかりにくい・手が届きにくい電気製品もあるし、プラグの抜き差しは面倒だ。手元でスイッチをパチパチできるのは、わかりやすいし、いかにも“賢い主婦”の方々が好みそうな節電方法である(べ、べつにケンカは売ってません……)。

 節電タップ自体は、以前から存在したが、その進化(変態? )が面白いことになっているので、整理がてら紹介することにしよう。そして、節電家としては気になる、ランプの消費電力も調べてみた。

■ コンセントの個口数

 数としては4〜6個のコンセントを設けた製品が多いだろうか。震災後目立つようになったと感じるのは、コンセントが1〜2個口のコンパクトなタイプ。複数の電気製品をつなげる、本来の電源タップの役割から離れ、個別の電気製品をオンオフする節電に特化したタイプと言えるだろう。

 コンセントは1つのスイッチにつき1つのタイプと、複数あるタイプがある。また、スイッチが設けられておらず常に通電しているコンセントが併設されている製品もある。常に電源をオンにしておきたい製品がある場合(たとえば録画予約やEPGのダウンロードが必要なレコーダーなど)、間違ってオフにしてしまう心配がない。

■ スイッチのタイプ・数

 記憶が定かではないが、昔はすべてのコンセントを一括してオンオフするタイプのタップしかなかったように思う。OAタップという呼び名もあったように、プリンターなどパソコンの周辺機器を帰社時に一括してオフにするといった用途が想定されていたのではないだろうか。

 その後、個別にコンセントをオンオフできるタップが登場し、こちらのタイプが主流になってきた。

 そして最近では、個別のスイッチと一括のスイッチの両方が設けられた製品もある。節電タップも生き残りをかけて差別化に必死なのだ。

■ さらなる変わり種

 わが家でも便利に使っているのは、USB出力を備えた節電タップだ。スマホなどはフル充電になると自動的に電力供給はストップされるが、USBを電源とするLEDライトや扇風機などのオンオフが集中しておこなえる。

 また、究極の節電志向と言えるのは、消費電力・料金が計測できるワットメーター付きの節電タップだろう(サンワサプライほか)。

 パソコンの電源がオフになると、連動して周辺機器への電力供給をオフにするタップもある。ただし、連動の機能に対応するのはデスクトップパソコンのみだ(パソコン本体のUSB出力を検知し、ノートパソコンでも使える製品もあったが、現在は販売されていない)。

■ 節電タップ自体の消費電力を調べてみた

 さて、節電タップで電源オンを示すランプ、「これが電気を食っているじゃないか! 」とご不満な方もいらっしゃるのではないだろうか。節電タップの中には、ランプを持たず、さらなる節電を謳った製品もある。そこで、実際にはどの程度の消費電力なのかをワットモニターで計測してみた。

 その結果は、下の写真にあるとおり、ランプが付いた状態でも0.0Wと表示された。つまり、消費電力は0.1W以下。24時間この状態でも、年間の電気代は20円ほどと推測される。電気製品の待機電力にくらべたら微々たるものだろう。個人的には、節電タップのオフ操作は夜寝る前におこなうことが多い。ランプがあった方が、暗い場所でも一目でわかり、結果として節電につながるのではないかと思っている。


【家電 Watch,小口 覺】
2014年05月26日

button_15.jpg  ソーラーパネルで道路を舗装するクレイジーな天才たち

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TechCrunch Japan 5月26日

このアイデアはあまりにもクレイジーなので、もしかしたらうまく行くかもしれない。道路をソーラーパネルで埋め、発熱器とLEDライトを付ける。それがScottとJulie Brusawの二人がこのSolar Roadwaysプロジェクトを成し遂げようとしていることで、つい最近クラウドファンディングで資金調達に成功した。

この夫婦チームは、過去10年間の大半を費し、道路や駐車場に設置して太陽からエネルギーを集めるソーラー発電パネルモジュールを開発してきた。このパネルは、路上の雪や凍結も防ぎ、LEDで照明することもできる。

道路やガレージの前をアスファルトで舗装する代わりに、Solar Roadwaysパネルを使えば、大量のクリーンエネルギーを生成することによって、理論的には米国の化石エネルギー依存度を下げることができる。パネルは強化ガラスで作られメッシュ状に置かれて互いに接続しているため、パネルが壊れた場合にはシステムが修繕チームに通知することができる。

すべてが実に突飛なアイデアで、本誌は2010年に初めてこのプロジェクトを紹介した。そして今、パネルとプロトタイプを敷地内に設置し、動作している様子をビデオに撮ることによって、Solar Roadwaysチームは、いよいよパネルを生産、設置する体制を整えたようだ。

彼らはIndiegogoのクラウドファンディングで100万ドル以上の支援を得る予定だ(キャンペーン期間はあと1週間残っているので興味のある方はどうぞ)。

連邦道路管理局の資金を得て、フェーズ2プロトタイプの製作とテストを終えた彼らは、このパネルを世界中に広めたいと考えている。

正直を言って、実にクールなアイデアではあるものの、Solar Roadwaysチームのパネルがリアル世界の環境に設置されるまでには、多くの作業が残っている。そして、米国の道路基盤の大きさを考えると、これを大規模に展開するには狂気じみた費用がかかる。しかし、すべてにおけるあまりのクレイジーさとクールさには、うまくいくかもしれないと思わせるものがある。

(翻訳:Nob Takahashi / facebook)
2014年05月20日

button_15.jpg  環境に優しい太陽電池、錫ペロブスカイト

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May, 16, 2014, Evanston--ノースウエスタン大学の研究チームは、光の取り込みに鉛のペロブスカイトの代わりに錫を用いる効率のよい新しい太陽電池を世界で初めて開発した。ローコストで環境にやさしい太陽電池は「ベンチ」化学を利用して簡単に作れる。手の込んだ装置や危険な材料は必要ない。

 「極めて有望な太陽電池、いわゆるペロブスカイトで先頭に立つブレイクスルーだ。錫は非常に発展性のある材料であり、われわれはその材料が効率的な太陽電池として使えることを示した」と錫を扱う専門家、無機化学者、Mercouri G. Kanatzidis氏は説明している。

 この新しい太陽電池はペロブスカイトと呼ばれる構造を用いるが、光吸収材料として鉛の代わりに錫を用いる。鉛ペロブスカイトは効率15%を達成しており、錫ペロブスカイトもそれに匹敵する、恐らくそれを超える効率達成が可能であると研究チームは見ている。ペロブスカイト太陽電池は「太陽光発電の次の有望株」と見なされており、この分野を再び活性化させている。

 現在、個体錫太陽電池の効率は6%以下だが、Kanatzidis氏は「出だしとしては非常によい」と語っている。この材料が特別である理由は2つある。1つは、可視光スペクトラムのほとんどを吸収できること、さらにペロブスカイト塩は溶解し、加熱せずに溶剤を除去して作り直せること。

 「この材料が15%を超える効率を達成できない理由はとこにもない。15%は鉛ペロブスカイト太陽電池の効率だ。錫と鉛は周期表の同じグループにあるので、同じ結果を期待している」(Kanatzidis氏)。
 固体錫太陽電池は5層のサンドイッチ構造になっている。最初の層は電気伝導ガラスで、太陽光が透過して電池に入ってくるようになっている。ガラスに堆積した二酸化チタンが次の層。この2つの層は太陽電池の電気前面接触層になる。次に錫ペロブスカイト、つまり光を吸収する層が堆積されている。これは窒素グローブボックス内で行われる。酸化を防ぐためにこのような保護された環境で行われる。

 その上にあるのはホール(正孔)を輸送する層、これは下層の錫を破壊しないように適切な化学物質が必要だった。ペロブスカイト構造の反応を理解することで、最適の化学物質は、置換ピリジン分子であると研究チームは判断した。この層もグローブボックス内で堆積された。続いて太陽電池を封止し外に取り出すことができる。金の薄い層が太陽電池サンドイッチを仕上げる。この層は太陽電池の裏面電極になにる。デバイス全体は1〜2μm厚。

 研究チームはこのデバイスをテストし、パワー変換効率5.73%を記録した。

(詳細は、www.northwestern.edu)

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マイナビニュース 5月19日

富士フイルムは5月16日、微細な半導体結晶である量子ドットの集合体からなる薄膜において、量子ドット間の距離を精密に制御することで、光エネルギーを効率的に電気エネルギーへ変換することに成功したと発表した。

同成果は 同社と京都大学 化学研究所の金光義彦教授らによるもの。詳細は、英国王立化学会誌「Chemical Science」のオンライン版に掲載された。

現在、量子ドットの重要な性質として、1つの光子から複数の電子(および正孔)が生成されるマルチエキシトン生成(MEG)効果が知られている。このMEG効果を活用して発生させた光電流を効率的に抽出できれば、高い変換効率の太陽電池や発光素子など、次世代光電変換デバイスの開発につながると期待されている。しかし、MEG効果によって生成された複数の電子は、オージェ再結合という現象により、わずか数十〜数百ピコ秒程度の時間スケールで1つの電子(および正孔)に戻ってしまう。そのため、現在の量子ドット薄膜においてMEG効果を効率的に活用するためには、オージェ再結合の抑制が課題だった。また、MEG効果によって発生した光電流を効率良く取り出すためには、量子ドット薄膜におけるドット間の電気伝導度を向上させることも課題である。

今回、富士フイルムと京都大学は、MEG効果を光電流として効率よく抽出するため、銀塩写真分野で培ったナノ粒子表面修飾技術を応用し、一般的な量子ドット薄膜の配位子を、ドット間の相互作用を高めるチオシアン系分子に置換した量子ドット薄膜を形成した。チオシアン系分子で量子ドット間の距離を精密に制御することで、ドット間の電気伝導度を、一般的な量子ドット薄膜と比べて7桁程度向上させることに成功。すでにMEG効果が報告されている、配位子にジチオール系分子を採用した量子ドット薄膜と比較しても、電気伝導度が1桁程度向上しているという。また、チオシアン系分子を配位子として採用した量子ドット薄膜では、従来に比べオージェ再結合が抑制されていることを確認した。今回の量子ドット間の距離を精密に制御する技術により、効率的に光エネルギーを電気エネルギーへ変換できることを実証したとしている。

今後、量子ドットを用いた次世代の塗布型エレクトロニクス分野における基盤技術として、太陽電池や光検出器、薄膜トランジスタなど、さまざまな用途への展開が期待されると説明している。
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