降雪から電気を生み出す新デバイス、太陽光発電への統合で天候変化に対応、UCLA発表

2019年07月12日

一般社団法人エネルギー情報センター

新電力ネット運営事務局

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雪が積もると、太陽光パネルに到達する日光の量が減り、パネルの出力が制限されます。こうした中、UCLAの研究者らは、雪が降ると電気を発生させる新しい装置を設計しました。プラスチックシートのように安価で、小さく、薄くそして柔軟なデバイスとなります。

プラスチックシートのように安価で柔軟な雪専用発電装置

世界中で急拡大する自然エネルギー市場の中で、汎用性の高さから太陽光発電の普及が飛躍的に進んでいます。ただ、太陽光発電は、比較的場所を選ばず、少ない投資からでも設置しやすい利点はあるものの、発電量が天候に強く影響される部分が今後の課題となっています。

太陽光発電の出力に影響する要素は複数ありますが、その中の一つとして「雪」があります。カリフォルニア大学の資料によると、毎冬、地球の表面の約30%は雪で覆われており、その間はソーラーパネルの機能が著しく低下することとなります。

雪が積もると、太陽光パネルに到達する日光の量が減り、パネルの出力が制限されます。こうした中、UCLAの研究者らは、雪が降ると電気を発生させる新しい装置を設計しました。

新しい装置は「snow TENG」と研究チームにより命名されました。雪が降る間において連続的な電力供給を可能とするため、ソーラーパネルに統合することで、太陽光発電の欠点を抑えることができます。研究チームは、「snow TENG」はプラスチックシートのように安価で、小さく、薄くそして柔軟だとしています。

「snow TENG」は、静電気を通して電荷を発生させる摩擦電気ジェネレータであり、電子の交換からエネルギーを生成します。雪は正に帯電しておりますが、雪がシリコンの表面に触れることで、電荷が発生し、それがデバイスによって電気に変換されます。

研究チームは、3D印刷を使用してデバイスを設計しました。デバイスには、シリコン層と電荷を捕捉するための電極があります。デバイスに関する調査報告書を執筆したRichard Kaner氏によれば、「製造の容易さとシリコンの入手可能性」を考えると、このデバイスは恐らく低コストで製造できる、としています。シリコンは、潤滑剤、電線絶縁材、生物医学的インプラントなど、幅広く使用されています。

研究助手であるMaher El-Kady氏は、「アルミホイルやテフロンを含む多数の材料をテストした結果、シリコンは他のどの材料よりも多くの電荷を生成することが判明した」としています。

Kaner氏は、「「snow TENG」はスキーなどのウィンタースポーツの監視に使用することが可能であり、ランニング、ウォーキング、ジャンプといったアスリートのパフォーマンスをより正確に評価できる」と述べています。

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