「エコエネルギー」を学べる理科教材　その1

エネルギーを学ぶ教材

種類がたくさんあります

「エコエネルギー」は、二酸化炭素をはじめとする　温室効果ガスの排出の少ない、地球環境を守るために注目を集めるエネルギーのことです。

その定義は「新エネルギー」とほぼ同じですが、その自然的特色を考慮し、「新エネルギー」には含まれない地熱エネルギー、水力エネルギー、海洋エネルギーを含めて「エコエネルギー」と呼んでいます。

★種類と特長

　■自然エネルギー（再生可能エネルギー）

　　●水力エネルギー

水の量と落差から生まれる力や流速を利用して発電するもので、古くから動力として用いられてきました。長い歴史の中でつちかわれた技術により経済的で安定した電気を作り出すことのできる自然エネルギーです。

最近では、農業用水路などを活用した中小規模の水力利用施設導入も盛んになってきており、再生可能なクリーンエネルギーとして一層の活用が期待されています。

　　●地熱エネルギー

地熱は火山の多い我が国に豊富に存在する純国産のエネルギーであるとともに、環境負荷が少ないクリーンエネルギーのひとつとして導入が期待されています。

蒸気を動力に変換して発電に利用するものや、蒸気と熱水を利用して給湯や施設園芸の熱源などに利用することができます。従来より低温の地熱環境でも発電することが可能となるバイナリーサイクル発電など　利用拡大に向けた技術開発も進められています。

　■新エネルギー

　　●太陽光発電

太陽から地球全体に照射されている光エネルギーは膨大で、１平方メートルあたり１ｋｗ相当のエネルギーをもっています。

太陽電池を利用し、太陽光のエネルギーを直接的に電力に変換する発電方式は直流電流をインバーターで交流交換することにより　商用電力としての利用も可能です。

ソーラーミニカー

ソーラーカーエレック

　　●太陽熱の利用

太陽エネルギーによる本格的な熱利用は、太陽熱を集めて温水をつくる「太陽熱温水器」の登場からです。

現在は、自然循環式、さらには、熱媒・蓄熱槽などにより高度な熱利用が可能な強制循環式のソーラーシステムが開発され、用途も給湯に加え暖房や冷房にまで広がっています。

　　●風力発電

「風の力」でブレード（風車の羽根）をまわし、その回転運動により発電します。

自然界に存在する風を利用しているためエネルギー源としては不安定ですが、風力エネルギーの最大40％程度を電気エネルギーに変換できる比較的効率の高いものです。

風力発電の種類には、プロペラ型以外にも形式の風車があります。

風力発電工作キット

　　●温度差エネルギー

年間を通じて温度変化の少ない河川水や海水、地下水、中・下水等と外気の温度差をヒートポンプなどで回収して熱源とすることにより、給湯や冷暖房に活用するものです。

工場や変電所などから排出される熱も外気との温度差があるので利用できます。

また　温度差を直接電気エネルギーに変換する方法としてペルチェ素子という半導体の利用があります。ペルチェ素子は温度差を与えると発電するという性質をもっています。

ペルチェ素子

この発電の原理は「ゼーベック効果」と呼ばれ1821年に発見され、古くから知られていました。しかし発電効率があまりよくないとされ、今まで発電方法のひとつとしてはあまり利用される機会がありませんでした。

現在実用化に向けて研究されている環境にやさしい発電方法のひとつです。

その２へ続く

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