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太陽電気使用の未来形

現状

世界中のエコ推進者にとって2011年に再生利用エネルギーの世界総量が原子力発電量を上回ったことは嬉しい出来事でした。381ギガワットという安定した数字の中で太陽電気は主要43ギガワットを発電しその割合は11%に上ります。しかし、より重要なことは従来はコスト面で不都合が多かったこの太陽エネルギーの現状が変わってきており、ある情報源によると大規模太陽電池パネルはコストパフォーマンスに優れているため、石炭やガスと並んでも見劣りしないところまできたいうことです。

課題

一般家庭での使用を考える際には、太陽電気といえば太陽電池パネルを屋根の上に設置する必要があるため設置コストがかかるというのは避けられません。この費用面が一般人にとってはネックになっています。

一方で、太陽電池パネルの設置例は確実に増えてきていますが、公平な立場から考えると設置されているのはヨーロッパやアメリカなどの先進国がほとんどで、中国やインドなどの人口の多い経済成長途上国では太陽電池における開発事業にはあまり力が注がれていません。簡単に言ってしまえば、一部地域では設置が進んでいるものの地球全体では的確な計画が進んではいないのが現状です。

改善の余地

この状況を打破するには太陽電池の現状技術を改善させて、よりコストを下げて効率的にしていく必要があります。幸いにも、統計によると明るい未来が期待できそうですし、国際エネルギーエージェントはすでに2060年までに太陽電池温水システムや鏡を使った発電施設などが発展途上国にお目見えすると予想しています。

加えて、建築・自動車業界におけるエコ化の流れを受けて様々な課題に対する解決策が実現することにもなるでしょう。排ガス削減、省エネ燃料などの製品が手軽に一般消費者の手に届くことになるはずです。

未来予想図

A)フレキシブル太陽電池

持ち運びに適したサイズのため携帯機器に長く使用されてきました。これに関して多くの企業が上手にこの技術を応用して屋根に取り付けをしています。2010年にはソーラーパワー社は商業用屋根パネルをデザインし、エネルギー効率11%を達成しています。この製品は銅、インジウム、ガリウム、そしてセレニウムがフレキシブルフォイルに包まれているかたちになります。

研究者のなかには染料を電導2Dシート内に閉じ込めたオーガニックの側面を決定し、例えばコーネル大学の研究チームはCOFと呼ばれる基盤を作り出しました。オーガニック染料分子はこの基盤に吸収される形でフレキシブル太陽電池の枠組みを作り出すのです。

B)透明太陽電池

生物太陽電池パネルのもう1つの例としてナショナル再生エネルギー研究室の科学者が独自の完全透明な太陽電池を開発しました。170平方センチという、前回より14倍大きなものですが、デザイナーによると簡単にサイズを調整して建物の窓に設置することができます。現状ではエネルギー効率は8%ですが、低コストという面を考えれば丁度良いバランスでしょうか。

C)印刷可能太陽電池

文字通り印刷可能な太陽電池で、フレキシブルで大きな巻取り式太陽電池で、商業用に生産(もしくは印刷)することができます。軽吸収式染料によってコーティングされた半導体酸化チタニウムの電極は、太陽電池の印刷用インクとして使われます。多くの科学者はこの技術を応用して複層式太陽電池を作成しており、なかにはプラスチックや紙、鉄の周りを包みこみ電導効率を15~25%向上させています。

D)ソーラー生地

この最新技術は太陽電池パネルを衣服の中に同化させるものです。日本の企業アイデアル・スター社は、ポリマーベースの太陽電池を洋服の縫い目の中に織り込むことに成功しました。その他の新規開発としては、ハイブリッド太陽電池圧電パネル素材を生地のなかに織り込むエネルギー送電法もあります。

E)太陽電池パネルにスプレー

印刷可能太陽電気技術に似ていますが、特別な種類のナノパーティクル製インクを専用パネルにスプレー噴射する太陽電池利用の種類です。これに関してはノルウェーの会社エンソルが平らな建物の表面であればどこにでも薄いフィルム状の太陽電池パネルを噴射塗装できる技術を考え出しました。その他の例としては南フロリダ大学の研究チームは薄めたオーガニックポリマーを調整可能ソーラーパネルにスプレーする方法を考案しました。

F)自己再生式太陽電池

太陽電池メカニズム関連では最も新鮮な機能であるこの自己再生式太陽電池はマサチューセッツ工科大学の教授、マイケル・ストラントによって追求されてきました。一般的には太陽電池のほとんどは長年の太陽光線に対する露出のために退化してきますが、このケースではリン脂質や強化カーボンナノチューブとして知られる脂肪質の感光性プロテインを含む数種類の混合素材からなるプロトタイプが生成されました。このダイナミックな混合素材は個々の太陽電池における集光性の再生を可能にする機能をもちあわせています。

G)影響力

このような新型技術は2つの効果的な形を伴って一般社会で認識される傾向にあります。最初に、そのフレキシブルさとユーザーフレンドリーさで実用性が格段にアップし、これまでのような屋根の上に太陽電池パネルを設置するというレベルを超える利用方法が可能になります。2番目に、効果的かつ継続利用可能な解決法として初期段階にある太陽電池業界を次のレベルへと引き上げるはたらきをしてくれます。もちろんこのような業界としての前進に対する見解をはっきりさせるには、全ての面において草の根レベルから適用されなくてはなりません。

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