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自然エネルギーの基礎知識 |
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太陽光や風、水の流れなどの自然エネルギーを利用して、発電することが出来ます。太陽光を利用して発電するには太陽電池、風を利用して発電するには風力発電機、水を利用して発電するには水力発電機を使います。太陽光、風力、水力にはそれぞれ違いや特徴があり、それらについては各項目別に説明しますが、これら自然エネルギーを利用した発電システムにおける共通した特徴もいくつかあります。
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自然エネルギー利用において、私たちがパートナーにするのは自然です。ところがこのパートナー、とっても気まぐれな性分で、なかなか思い通り＆予想通りには振舞ってくれません。太陽の光を利用する太陽光発電では、晴天の日や曇天の日、雨や雪の日もありますので、日によって得られる発電量が異なりますし、当然ながら日射が得られない夜間は、まったく発電しません。風力発電や水力発電の場合も同様で、強い風が吹く時や、水量がたくさん得られる場合には、十分な量の発電を期待できますが、風が止んだり、水量が不足すると発電量が低下したり、まったく発電しなくなったりします。
自然エネルギーを利用した発電システムは、時間変動や日格差、季節格差などが大きいのが特徴です。 |
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こういった気まぐれな性分の自然がパートナーですので、私達の都合に合わせて使い勝手良く利用するには、自然と上手にお付き合いする工夫が必要です。例えば、太陽電池を利用して発電した電力を夜間の照明用電源として利用したい場合ですが、発電は昼間、利用は夜間・・・といった具合に、発電時間と利用時間に時間差が生じ、照明器具を太陽電池にそのまま接続しただけでは、上手く利用することが出来ません。
そこで、発電した電力をいったん貯めておき、利用したい時に貯めた電力を引き出して使う、という工夫が必要になります。発電した電力を貯めておくためには、バッテリー(蓄電池)を利用します。昼間のうちに太陽電池で発電した電力をバッテリーに充電(蓄電)しておき、使いたい時に蓄電された電力を引き出して使います。風力発電も同様で、風の強い日に発電した電力をいったんバッテリーに充電しておくことで、風が弱い日でもバッテリーから電力を取り出して電気を利用することが出来ます。 |
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一般論として、自然エネルギーを利用した発電システムは、発電による発電段階と、蓄電池による発電電力の蓄電段階、それから蓄電された電力を消費する放電段階の３ステップから成り立っています。
これら各段階において、適切な設置や運用が為されていることも重要ですが、これら全段階のバランスや整合性がとれていることも非常に大切で、良いシステムを構築する上での重要なポイントとなります。 |
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設置環境や運用条件・目的に
応じ
調整します |
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発電段階
(発電機) |
蓄電段階
(バッテリー) |
放電段階
(負荷) |
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