屋根裏発電システム(太陽電池、熱電素子 利用)  実用化の検証 


1 反射膜
反射膜は透明膜と反射膜の気密と形状が保たれれば良いので 安価には 透明ビニール膜 + 透明ビニール膜にアルミ箔張り合わせ程度で可能。
 玩具のビニール玩具程度のコストで製作可能であり 補修も可能。

2 発電機
集光率5程度で 普及型太陽電池を利用 (普及品で15%程度の効率が見込める :集光度が高いほど効率がよくなるらしい)
電池の配列は 線集光部にあわせ 線上に細長く配置して 追尾駆動を 一軸とする。
(必要があれば 太陽電池を水冷として 冷却水を温水として利用 集光型なので 冬でも高温が得られる利点がある)

3 追尾装置
 基本的構造は ワイヤーとそれを駆動するアーム、簡易サーボモーター及び制御装置で、日時のデータベースにて追尾角を制御する。
時間応答も速くする必要も無く精度もそれほど必要とされないので 安価に製作可能で サーボ系1軸で復列の制御が可能でトータルコストは相当安価になる。

4 メンテナンス
構造は 非常に簡単であるため メンテナンスは容易で、定期的にミラーの透過面の掃除、充填空気の圧力チェック 補充で良い。
また 悪天候が予想される場合は ミラーの空気を抜き ミラー部の収納も可能である。

5 設置
設置場所は 住宅の屋根(瓦)上 に TVアンテナの固定と同じような方法で、支持台を屋根に固定して ミラーに空気を入れ膨らます。既存建造物の強度も必要としない。
取り付け方向にて かまぼこアレイの 角度を決めておく。
また ミラー自身が非常に軽く もし落下するような自己がおきても 2次災害の恐れがないし 被害コストも少ない。

以上を踏まえて 性能諸源 を設定して見る(定格1MW 発電設備)

0.3*3mの かまぼこ ミラーで構成するとして 一本当たり 最高発電量 0.9m2 * 1kw * 0.15%=0.135Kw 10mに設置に渡り20本程度 総出力 2.7kw
1サーボ系(5w程度のDCモーター ラジコン用のサーボでも可能)にて追尾とする
設置面積は 5*1.5*16+5=125M (縦横) 程度となる 縦型設置を考えると 125m * 15m 程度で 高さ 125M

太陽電池 効率15% のみでの発電とすると 
(年間平均日射量は 最適角において 1500kwh/m2 ) NEDO資料より(at 東京) より再計算 0.9*1500*0.15*0.85*20=3442.5k
※ 思っていたより 曇りが多い 日中2/3は曇り と言う計算になる。(くもりでは 集光できないため この 約38%の発電量となる 2001/9/17)
よって 修正3442.5*038=1300kw


 

コスト予想 (単位 万円 で ある程度の量産効果を見込む)
1 反射鏡          0.8/個*20                           16
2 追尾装置                                           5
3 集光型太陽電池   20/個     (@1)                      20
4 インバーター等電源装置  一式                            10
5 設置費         2人工 (@3)                           6
                     
            設備コスト  合計                          57
(定格同程度の 平置き電池にて最安値 50万/kw程度なので 半分以下のコストととなる)

発電コスト
1 補修費     2/年                                  2
2 人件費    平均 1人 /年                            3    

耐用年数年償却
膜体及び気球   5年                                    3.2/年
機械     15年                                       1/年
太陽電池       10年                                  2/年
年間コスト    合計                                    11.2/年

kw当たりのコストは11.2万円 /3342kw/Y    33.5円/kw   11.2/1300 86円/kw <フラットパネル型より 高くなってしまう   
家庭用電力 が 25円/kwh で 発電量 8.5円/kw の赤字である。

 経済的メリットは このままでは マイナス収支 電力ピークを下げる 意味では 経済及び環境全体の面からは 大きいとも言える

結論

この方法は 現状に技術で十分に可能ではあるが 経済的メリットは無い(現状の太陽電池発電が コストが高すぎている)
コスト的に見合うものにするには 効率を 倍に上げる か 大量生産により コストを1/2にする。 両方が実現すれば コスト的に魅力あるものになるであろう。

小規模では 日本の気候(曇り)による 発電効率の低下を 保管できない結果となった。
(フラットパネル型は 曇りの散乱光でも発電できるので 日本の天候にマッチしていると言える)


戻る