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TOP > エネルギー


「効率80%の太陽光技術」をIBMが開発 トリプルジャンクション太陽電池+水冷スパコン技術応用の太陽熱システム

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1 :科学ニュース+板記者募集中!@pureφ ★:2013/05/11(土) 20:33:53.85 ID:???
「効率80%の太陽光技術」をIBMが開発

通常の太陽光発電では太陽光のうち最大30%しか利用できないが、IBMは残りの7割の多くを熱として再利用
することで、システム全体の熱損失を入射エネルギーの約20%まで減らせる「HCPVT(High Concentration
Photovoltaic Thermal)」を開発した。


IBM研究所が制作したHCPVTの試作品。

チューリッヒにあるIBM研究所は4月22日(現地時間)、IBM社のスーパーコンピューター技術を応用した冷却
システムにより、集光型太陽光発電(CPV:concentrated photovoltaic)の全体的な効率を劇的に向上させる
ことに成功したと発表した。

同研究所に設置されたシステムは「HCPVT(High Concentration Photovoltaic Thermal)」と呼ばれ、他の
CPVと同じように、入射する太陽光をパラボラ反射鏡で集めて太陽電池に集中させている。反射鏡は追跡
システムを使って太陽の動きを追い、太陽光を2,000倍にして高効率のトリプルジャンクション太陽電池が搭載
されたセンサーに集中させる。

こうしたシステムでは、1平方センチメートルの太陽電池チップ1枚で日中に平均200〜250Wの電力が生成され、
これは入射した太陽光のうち最大30%を利用していることになる。そして残りの70%のエネルギーは通常、熱と
して失われる。しかしIBM研究所の技術では、水を使ってその熱の多くを再利用することにより、システム全体の
熱損失を、入射エネルギー全体の約20%まで減らせるようになったという。

この熱システムは、IBM社が製造して2010年からスイス連邦工科大学チューリッヒ校で稼働している6テラフロッ
プスのスーパーコンピューター「Aquasar」に使われた技術を応用して作られたものだ。Aquasarでは水を冷却液
として使用することにより、エネルギー消費量を同時期の空冷型マシンの3/5に減らした。

熱せられた水は、大学の建物を温めるためにも利用できる。そのためAquasarの二酸化炭素排出量は、水を
暖房に利用しなかった場合と比べて15%まで削減されるとIBM研究所では主張している。

IBM研究所が開発したHCPVTシステムでは、Aquasarと同じように直径50〜100μmのマイクロチャネルを使って、
水を熱源(Aquasarの場合はCPUだが、このシステムでは太陽電池)のすぐ近くまで運んでいる。そのため、より
大規模な水路を使うほかのシステムと比べて、熱抵抗が1/10まで削減されるという。

「奇妙に聞こえるかもしれないが、このシステムでは温度の高い水で冷却することができる」とIBM研究所のブルーノ・
ミシェル博士はSkypeで語ってくれた。「太陽電池チップは摂氏100度ほどで、冷却液の温度は90度だ」

IBM研究所では、副産物としての熱を利用することで、水を浄化したり、吸収式冷凍機(吸収力の高い液体に
冷媒を吸収させて発生する低圧によって、別の位置の冷媒を気化させて低温を得る冷凍機)で建物を冷やしたり
できるシステムを検討している。

研究チームは今回、4cm四方の太陽電池チップを搭載し、約1kWを生み出す試作品を作成した。今後は、
25cm四方の太陽電池チップを搭載する100平方メートルのシステム(以下の想像図)を作成したいと考えている。
こちらは25kWの電気と50kWの熱を生み出せる予定だという。

試算によれば、サハラ砂漠の2%をこのHCPVTシステムで覆い尽くせば、世界の電力需要を満たすことができると
いう(送電の問題は別の話だが)。もちろん、このシステムは砂漠に限らず、世界のどの場所でも使える。熱を利用
できるため、応用例が広いという。

このシステムは5年前から開発が行われているもので、最初はエジプトのナノテク研究センターと共同で研究が
行われていた。


http://www.youtube.com/watch?v=J_zzE8xMdZc&feature=player_embedded

TEXT BY JAMES HOLLOWAY IMAGES BY IBM RESEARCH TRANSLATION BY TAKU SATO, HIROKO GOHARA/GALILEO
Wired News 2013.5.1 WED
http://wired.jp/2013/05/01/ibms-solar-tech-is-80-efficient-thanks-to-supercomputer-know-how/


3 :名無しのひみつ:2013/05/11(土) 20:35:32.31 ID:wQAKqkv3
まじかよ


6 :名無しのひみつ:2013/05/11(土) 21:03:40.24 ID:i6rmhHLo
3割が発電で7割が熱で
その熱で発電するとは書いてないな
夏場でもその熱で暖房ができるということか


31 :名無しのひみつ:2013/05/12(日) 06:33:00.43 ID:hVBXmADs
>>6

冷房だよ


生きた微生物が電気エネルギーを作り出す仕組みを解明/東京大

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1 :白夜φ ★:2013/04/15(月) 22:07:30.34 ID:???
生きた微生物が電気エネルギーを作り出す仕組みを解明 -微生物発電のメカニズム解明により、従来モデルに較べて1000倍以上の効率での電気生産が可能-
: 応用化学専攻 岡本章玄助教、橋本和仁教授、中村龍平助教

生きた微生物が細胞の外にある電極などに電子を渡す過程を「細胞外電子移動」と呼び、バイオマスや有機廃液をエネルギー源として電力を作り出す微生物燃料電池(注1)の重要な反応過程です。
その仕組み関しては、?電子を輸送するフラビンなどの分子を微生物が作り出す、?フラビンが微生物から電子を受け取る、?電子を受け取ったフラビンが電極へと電子を運ぶことで進行している、とこれまで考えられてきました。

今回、東京大学工学系研究科の岡本助教、橋本教授、中村助教(現・理化学研究所チームリーダー)は、南カリフォルニア大学のNealson教授と共同で、従来型の発電モデルを覆す微生物の新規な能力を明らかにしました。
岡本助教らは電気化学的手法を用いた検討より、微生物は、自ら分泌したフラビンを細胞表面にあるタンパク質と結合させた状態で、細胞の外へ電子を放出していることを突き止めました。
さらに、フラビンがタンパク質に結合した状態を作りだすことで、従来モデルと比較して1000倍以上も高い効率で細胞から電子を引き抜くことが可能であることを明らかにしました。
微生物が電気を作り出す仕組みを明らかにした本成果は、微生物燃料電池の高出力化や、さらには微生物による金属腐食の抑制技術の開発につながることが期待されます。
________________

▽記事引用元 東京大学工学部 
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2013/2013040801.html
詳細
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/pdf/2013/20130404_nakamura.pdf

3 :名無しのひみつ:2013/04/15(月) 22:15:37.90 ID:r3qeoCDV
【生化学】とか【細胞生物学】だろ。

エネルギーはねーわ


5 :名無しのひみつ:2013/04/15(月) 22:18:10.12 ID:DWhN4WyG
原子力発電所を微生物発電所に変えなさい


世界最大流量を有する液体リチウム流動試験装置にて高速自由表面流を実証/JAEA

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1 :エタ沈φ ★:2013/02/26(火) 09:26:17.22 ID:???
独立行政法人日本原子力研究開発機構(理事長 鈴木篤之、以下「原子力機構」という。)は、
欧州と共同で進める幅広いアプローチ(BA)活動1)において、世界最大流量を有する液体金
属リチウムの流動試験装置を建設し、凹面形状の背面壁に沿って流下する幅100mm・厚さ
5mmの自由表面リチウム2)を、秒速20mという高速で安定に生成することに世界で初めて成
功しました。本成果は、自由表面リチウム流に重水素ビームを入射し中性子を発生させる加
速器駆動型の中性子源の開発を大きく前進させるものであり、BA活動のもと核融合炉材料開
発に必要な高エネルギー・高密度の中性子源の開発が着実に進展していることを示す成果です。

核融合炉の材料開発には、核融合反応で生成される中性子を模擬した高エネルギー・高密度の
中性子源が必要です。そのため、国際核融合材料照射施設(IFMIF)3)の建設が検討されていま
す。IFMIFでは、高エネルギーに加速した重水素ビームを、幅260mm・厚さ25mmの自由表面リチ
ウム流に入射し中性子を発生させる計画です。そこでは、液体リチウムを凹面形状の背面壁に
沿って秒速15mという高速で安定に流すことにより、リチウム流内の圧力を遠心力で高め重水素
ビームの入熱による沸騰を防ぎつつ、リチウム流の循環で除熱します。これにより、固体では
不可能な入熱時の形状維持を可能とし、定常な中性子源を実現します。これまで、小流量の試験
装置において基礎的な実験を行ってきましたが、大流量では高速になるほどリチウム流が不安定
になりやすいため、実規模での高速自由表面流の実証が課題となっていました。

今回建設した装置では、水を用いた模擬試験や小流量試験など、大学等と行ってきた共同研究に
よって積み重ねてきた基礎技術を発展させ、大流量でもリチウム流を安定化させるための最適な
流路形状を明らかにし、高精度加工で最適形状を実現しました。その結果、IFMIFと同じ厚みの自
由表面リチウム流を、想定流速を上回る秒速20mで安定に生成することに成功しました。

JAEA プレスリリース 平成25年2月22日
http://www.jaea.go.jp/02/press2012/p13022202/index.html
http://www.jaea.go.jp/02/press2012/p13022202/all.pdf

2 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 09:35:26.08 ID:0b39ZBoG
誰か3行で


3 :名無しのひみつ:2013/02/26(火) 09:38:07.79 ID:0RJdlbzg
無駄

研究


羽根も可動部もない風力発電「Ewicon」 荷電粒子を風で電界の反対方向へ移動させることで発電/蘭デルフト工科大学

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1 :依頼34-228@白夜φ ★:2013/04/13(土) 11:27:51.60 ID:???
2013.4.4 THU
羽根も可動部もない風力発電「Ewicon」

風力発電と言えば、大きな羽根がついたものを想像する。
だが、オランダのデルフト工科大学が開発している風力発電システム「Ewicon」は、羽根がなく動く部品もない。
荷電粒子を風で電界の反対方向へ移動させることで発電するものだ。

風力タービンの大半は、風のもつ運動エネルギーを羽根を回す機械的エネルギーに変え、その羽根の回転で電気エネルギーを生み出すことで発電する。
これに対してオランダのデルフト工科大学で開発されている「Ewicon」は、風力エネルギーから直接電気エネルギーを生み出すことができる。
Ewiconとは静電風力エネルギー変換器(Electrostatic WInd Energy CONverter)を略したものだ。

この方式では、荷電粒子を風で電界の反対方向へ移動させることで発電が可能になる。
装置は絶縁管が約40列並ぶ、巨大なテニスラケットのような鉄のフレームで構成されている。
それぞれの管には複数の電極とノズルがあり、ここから、プラスに帯電した水を空気中に放つ。
このプロセスは「エレクトロ・スプレー」と名付けられている。

プラスに帯電した粒子は普通なら陰極に向けて移動する。
しかし、風によって陰極から離れる方向へと粒子を押させるならば、ちょうど重力に抗して岩を山の上まで押すのと似たかたちで、電気的な位置エネルギーが増加する。
こうして増加したエネルギーを集めるわけだ。
このシステムで生み出されるエネルギーの量は、荷電粒子を噴霧するコーンの数と風の流量に左右される。

システム全体には、バッテリー、インバーター、高電圧直流送電、ポンプ、および帯電システムが含まれる。
すべてのコンポーネントは、セラミック絶縁体で支えられた金属板の上に置かれている。
この絶縁された金属板がコンデンサーの役割を果たし、帯電した水滴を放出することで電気を蓄える。

研究チームはこれまでのところEwiconの小さな機能プロトタイプを数基しか作成していないが、大規模モデルをつくるための資金探しを行っている。
小型モデルのひとつは、デルフト工科大学の理工学部建物の前に設置されている(動画の最後に登場)。
________________

▽記事引用元 WIRED 2013.4.4 THU配信記事
http://wired.jp/2013/04/04/bladeless-wind-turbine-ewicon/

(リンク先に動画あり)

▽関連記事
GIZMODE:エネルギー革命! 風車のない風力発電の可能性
http://www.gizmodo.jp/2013/04/post_12065.html
J-tokkyo:羽根のない風力発電システム
http://www.j-tokkyo.com/2013/04/05/68159.html

*ご依頼いただきました。

3 :名無しのひみつ:2013/04/13(土) 11:30:33.95 ID:fYahe7tD
風車のほうがはるかに効率いいだろ………


9 :さざなみ:2013/04/13(土) 11:41:09.26 ID:5zV0RhfX
イオノクラフトみたいなものか?


イオン温度8500万度記録 プラズマ実験で達成/核融合科学研究所

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1 :白夜φ ★:2013/04/11(木) 17:57:41.07 ID:???
イオン温度8500万度記録 核融研、プラズマ実験で達成
2013年04月10日11:12
 
核融合発電の基礎研究を行っている土岐市下石町の自然科学研究機構・核融合科学研究所は9日の会見で、
世界最大の超伝導核融合実験装置である大型ヘリカル装置を使った高温プラズマ生成実験で、
1立方センチ当たり10兆個の密度でプラズマの原子核(イオン)温度が8500万度、電子温度が1億5千万度をそれぞれ記録し、
今までの研究記録を更新したと発表した。10〜12日に同研究所で行われる昨年度研究成果報告会で発表する。

イオンの最高温度は、昨年11月27日の実験で確認された。
超高温にプラズマを加熱する運転方法の改善で、2011年に記録した最高温度8千万度を500万度上回った。

電子温度は昨年11月13日の実験で確認。
加熱するマイクロ波の周波数をこれまでの77ギガヘルツから154ギガヘルツに倍増させた新しい加熱装置の導入で電子の加熱が可能になった。
1立方センチ当たり10兆個の密度で、これまで最高だった1億万度を5千万度上回った。

将来の核融合発電炉では、1立方センチ当たり100兆個以上の密度で、イオン温度と電子温度が同時に1億2千万度を超える超高温プラズマ状態を達成する必要がある。
今まで使ってきた水素ガスを重水素ガスに変えるとプラズマの性能が向上するため、同研究所は重水素実験の早期開始を求めてきた。

小森彰夫所長は「重水素実験で最終目標を達成するには、6〜7年はかかる」と話していた。 
_______________

▽記事引用元 岐阜新聞Web 2013年04月10日11:12配信記事


▽関連
自然科学研究機構・核融合科学研究所 プレスリリース 平成25年4月9日
核融合研究が更に前進
--超高温プラズマ生成法が大きく進展--
我が国独自の超伝導大型ヘリカル装置(LHD)において、
高い密度(10兆個/cc)での加熱手法を開発することにより
イオン温度8,500万度、電子温度1億5,000万度をそれぞれ実現
--高圧力プラズマ中に発生する乱れのシミュレーションに成功--
スーパーコンピュータの性能向上と新たなシミュレーションコード開発により
核融合プラズマ内で発生する複雑なプラズマの乱れの把握が可能に
--高温超伝導導体で6万アンペアを達成 --
核融合発電炉のマグネットに適用の見通し
導体の接続技術を東北大学大学院・量子エネルギー工学専攻と開発
http://www.nifs.ac.jp/press/130409.html


2 :名無しのひみつ:2013/04/11(木) 17:59:48.45 ID:t7WXFjeD
核融合するには
原発が必要だな


7 :名無しのひみつ:2013/04/11(木) 18:04:42.47 ID:75aGDQBK
1億万度♪


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