人工太陽／マイクロウェーブ発電とは？

質問

「機動戦士ガンダム」に登場するスペース・コロニーは、プリンストン大学のＪ・Ｋ・オニール博士の提唱した物の一つである島３号型なのですが、この作品では円筒の壁面を６分割して内３つをガラス面とし、外側にミラーを着けて太陽光を入れる「開放型」と壁面を全て居住区域とし、コロニーの外の宙域に太陽電池パネルを配置して、マイクロウェーブでコロニーに電力を送信して内部に“人工太陽”を発生させる「密閉型」の２種類があります。
　そこで質問なのですが“人工太陽”というものが私には全く分からないのですが、皆様の中でご存じの方がいらっしゃいましたら、ぜひともご教授いただきたいのですが。
　それとマイクロウェーブが電力になる仕組みもまるで分かりません。その点も教えていただければ幸いです。

回答No.5

myeyesonly · ベストアンサー

またまたでしゃばりました。myeyesonly です。
下で、補足依頼を受けたのできました。

太陽電池がどうやって電気を溜めるのかですが、基本的には溜めません。作った電気は即時消費先に送ります。
まあ、システムが動くためのバッテリーなどは必要だと思いますけど。
太陽電池そのものは、地上でもそうですが、光を電力に変換するだけです。溜める仕組みはないので、使わなければそれまでです。しかし、これでは一時的に大量に必要なときは太陽電池パネル分の容量までしか出せないし、使わないときにの発電量は無駄になるので、地上のシステムではその電気をバッテリーに溜めときます。
溜め方は、バッテリーの電圧よりも若干高い電圧をかけてあげれば、バッテリーに電気がたまります。あとは、バッテリーから電力を供給すれば、一時的に大量に必要なときにもバッテリーの最大放電電流まではカバーできます。大規模なシステムでは、バッテリーではなく、揚水式発電のダム（あまった電気で下流のダムの水を上流のダムにくみ上げ、必要なときに上流のダムで発電する）や、空気圧縮機とガスタービンを組み合わせたタービン発電（あまった電気で圧縮機を回して大きなガスタンクに高圧の空気を作っておき、必要なときにガスタービンを回す）システムを使います。

あと、これらの電力は直流で、乾電池などと同じものです。これをマイクロ波にするには、マグネトロン、サイラトロン、進行波管などの真空管や、エサキダイオードなどを使った電子回路で発信という現象を起こさせます。前の方の真空管では、簡単な電子回路で直接大電力のマイクロ波を作ることができ、効率がいいのと、特に宇宙空間などでは、宇宙線に強いので現在でも人工衛星などで、マイクロ波を中継する衛星通信や放送などでは、花形的に使われてます。後ろの方のエサキダイオード等の電力はあまり大きくなく、トランジスタなどを使った回路で増幅して使います。真空管が数百ボルトの高い電圧がないと動かないのに比べ、こちらは、数十ボルト位の電圧でも動くので、太陽電池などには向いています。

マイクロ波は電波なので、アンテナで受けてそれを整流器という、電気が一方にしか流れない仕掛けを通すと、直流に直すことができます。

また、マイクロ波は、電子レンジの中で使われており、物を過熱することができることはご存知ですよね。
マイクロ波を整流器で直流にするとロスが多いので、このような直接利用もかなり考えられるでしょう。例えば何もつながっていない蛍光灯にマイクロ波を当てるだけで点灯させることもできます。

お礼

詳細な説明誠にありがとうございました。
　とても博学な方ですね。
　今後もお世話になることがあるかも知れませんが、その時はよろしくお願いします。