太陽電池

質問

最近、オイルマネーを使って中東で太陽光ビジネスを展開するような話題を耳にします。
そこで、気になったのですが、広大な面積（原子力発電所クラスを数十台分）で太陽光発電所を作った場合に、中東の環境が変わるのでは？と思いまして、もし、変わるとしたらどのような変化で、その影響がどの程度（地域規模か地球規模か）なのか知りたくて投稿しました。

仮定は下記の内容とします。

仮定１．発電規模：原発１００機分⇒１００万KW×１００原発機
仮定２．発電効率：１５％
仮定３．上記１，２から建設面積は、６６６万m2／原発１機
　　　　　　　　　　　　　　　＝６．６６ｋm2／原発１機
　　　　　　　　　　　　　　　⇒６６６．６６ｋm2（総面積）

想像１．太陽電池下部の地面は陰になる。よって地表温度は下がる。
想像２．太陽電池が電気に変換できない熱は空中に放出されるが、表裏で放熱するので、大気温度は高くなる？（自信なし）
想像３．地表付近の温度が低下するので生物が生息しやすくなる。
想像４．大気に放出される熱の総量は、電気に変換された分だけ減るのでトータル的には気温が下がる？（自信なし）
想像５．一部地域では緑化が始まる？（自信なし）
想像６．地表と海の温度差が小さくなり風が弱まり気候が変わる？（自信なし）
想像７．緑化が進むと、大気の湿度が上がり雨が降りやすくなる。
想像８．長年の雨のない地域に雨が降り水害が勃発する。これにより紛争も起こるのでは？

一番知りたいこと。
地球環境全体で考えた時に、悪くなるのか、良くなるのか？
皆さんのご意見を聞かせてください。

回答No.3

debukuro · ベストアンサー

実際にやってみないと分かりませんが温度の１度の変化が結果としては大きくなることがあるのであなたが指摘されるようなことは想像できますね
実際にあのあたりの気候は冬と夏では極端なのです
冬は沖縄程度ですが夏はヘアドライヤーのような風が吹いて窓を閉めないと死にそうなのです
おまけに人が肌を触れ合わすと涼しいのです
海岸地方は湿度１００％内陸は３％、これが少しの気温の変化で大きく変わることがあります
太陽光発電モジュールを付けると夏の室温が約１度下がったので大規模にやれば地表温度が大幅に下がるかもしれません

補足

>　ヘアドライヤー
想像以上に、すごいのですね。ｗ
今ではすっかり砂漠のエジプトも昔は栄えていたわけですので、文明の進化？による環境の変化はありそうだなぁ～などと思っています。
今、オイルマネーが熱いので（我々消費者の財布には寒い話ですが）是非、次世代の未来に明るい使い方がされれば良いなぁ～等と思ってます。ｗ

回答No.4

chem-lupin

No.1です。
＞つい先日ですが、シャープと関西電力で水力発電所程度の規模ですが太陽電池の発電所を完成させています。
誤解があるようですが、堺（件の発電所）には太陽光発電所を作る計画であって、そこに蓄電する施設を作ったわけではないと思います。
シャープの発表(http://www.sharp.co.jp/corporate/news/080623-b.html )にもありますが、（太陽光）発電施設の建設の発表はありましたが、（この時点で）蓄電施設には触れられていません。太陽電池という表現に惑わされて、蓄電池の様なものを想像されたのでしょう（誤解を与えないように太陽電池という表現は避けたのですが）
この質問を見た時に、堺の件が話題になった直後だったので、影響されたのかなぁとは感じていましたが…
ご自身でも揚水式の水力発電ダムの存在を指摘していますが、（発電所クラスの）大規模な蓄電施設があれば、日本でも、発電の余剰分（夜間）→揚水→再発電（昼間の水力発電）と非効率的なことをする必要はないと思います）

補足

>ご自身でも揚水式の水力発電ダムの存在を指摘していますが、（発電所クラスの）大規模な蓄電施設があれば、日本でも、発電の余剰分（夜間）→揚水→再発電（昼間の水力発電）と非効率的なことをする必要はないと思います）

シャープの件を蓄電設備とは、どこにも書いてませんが・・・
蓄電設備として、何十年も前から揚水式発電所などがありますので、そんな事をあえて書く必要は無いと思っていました。
確かに、揚水式の発電所は、いわゆるバッテリーなどに比べれば、効率は良くありませんが、原発クラスの夜間電力（日本では逆ですが）を備蓄すると言う意味ではとても有効だと思います。
それに、発電の余剰分（夜間）→揚水→再発電（昼間の水力発電）と非効率的と、書かれていますが蓄電設備であっても発電の余剰分（日中）→充電制御→充電→放電制御→放電（夜間）となり、充放電制御のロスも出るし電池のような物を想像されているなら内部抵抗による損失も無視できませんね。

回答No.2

seiri3

>その影響がどの程度（地域規模か地球規模か）なのか?
地球規模で言えばまったく影響ないでしょう。
東京都の面積が2,187ｋｍ2ですから、６６６ｋｍ2といえば東京都の３分の１の面積です。
これだけの面積から全てのエネルギーが消滅すればともかく、発電効率は１５％でおまけに＃１さんも指摘しているように、発電に使われる光のエネルギーはホンのわずかでその他は熱です。
それと、ここで得られた発電エネルギーが遠いヨーロッパなどでで使われるとすれば、発電されたエネルギーはヨーロッパに移動しますが、電力は中東でしか使われませんので、部分的な気温の変化はともかく全体で見ると中東の気温などに影響はないでしょう。

補足

もし実現すると、モジュールをみっちり敷き詰めるわけではなくある程度の隙間や道路などなども併設する関係でエリア面積は１．５～２倍位？で、周辺（隣国）を含めて均一な砂漠に東京の約半分の面積で数度温度が下がったら風はそこに向かって集まるのでは？そして、水分を含み上昇した湿った空気が雨を降らせたりしないですか？
東京の半分くらいで安定した緑地ができたら、それが拡大するような事は考えられないですかねぇ？そして相乗効果で・・・
等と考えてしまいます。

最近、ドバ○などオイルマネーを次の国家の資源に繋ぐべき使い方を模索しているような話題を良く聞きます。
＃１さんが言うように太陽電池だけでは昼間しか発電しませんが、揚水式発電所を併設すれば夜間の電力も確保できますし、充分ありえる可能性と考えています。
ちなみに高瀬ダムが揚水式の発電所で約１２０万ＫＷ（約原発１機分）です。高瀬は毎秒６４４トンの排水量で実現できますので、上記の１００台分のうち半分を揚水に回すと、深さ５０ｍで１０ｋm2程度のダムでいけそうとなどと思ってます。ドバ○などは山が少ないイメージですので海水式揚水発電所の方が現実味がありそう・・・
実現すれば、人口比率から考えて原発１００機分あれば日本の１人当りの電力消費量と同じくらい（てきとうな換算なので自信なし）なので、産業面で電気代が掛からないと言う優位性がありそうかな？などと思っています。
まぁ全ては絵空事ですけどね。ｗ

回答No.1

chem-lupin

実現の有無は別として、検討事項に対しての私の予想です

＞想像２．太陽電池が電気に変換できない熱は空中に放出されるが、表裏で放熱するので、大気温度は高くなる？
太陽光発電は、熱で発電するわけではありません。（熱で発電するアイデアもあるようですが原理が全く違います）

＞想像１．太陽電池下部の地面は陰になる。よって地表温度は下がる。
（熱発電はともかくとして）発電パネル表裏で放熱したら、陰になっている地表付近の温度もあがるのではないでしょうか

＞想像４．大気に放出される熱の総量は、電気に変換された分だけ減るのでトータル的には気温が下がる？
（中東の広大な土地ということなので）砂漠という前提にします。砂漠の砂は、白や赤茶けた色をしています。これらは赤い色を反射しやすいので、熱を生じ易い赤外線も反射しやすいハズです。一方、一般的に見られる太陽光発電パネルは黒から青っぽい色をしています。これらの系統の色は赤外線を吸収し熱を帯びやすいです。大量に地表を覆うとなると、副産物として温度が上がると思います。

＞想像３．地表付近の温度が低下するので生物が生息しやすくなる。
砂漠は、昼暑く、夜寒いです。空に雲がなく、夜に熱が逃げていき、寒くなります。この例だと太陽発電パネルが地表の放熱を妨げてしまいます。夜に寒くならず保温されると、とても生き物が住める温度ではなくなると思います。

＞想像５．一部地域では緑化が始まる？
緑化と太陽光発電の関連は？（別々の環境対策では？）
一部地域はどの様な所を想定していますか？どういう緑化が始まりますか？
かつて中東地域は、かつて灌漑設備が整っていましたが、塩害で作物が育たなくなったと聞きます。例えば、発電した電気で、海水をろ過し、内陸へ送ったとしても単純に緑化できるかといえば疑問が残ります。（別の科学技術の開発が必要と思います）
想像６～８は、太陽光発電（の波及効果）とは、別次元の話だと思うので割愛します。

中東で太陽光発電をしても、送電できる範囲は限られています。発電所クラスの電気を蓄電できる技術というものを聞いたことがないので、発電したものをどうするか、その工夫も必要だと思います。（中東の必要量は超えると思います）

想像はともかくとして、この位の発電を賄え、その分火力発電所が減るなら、その点においては（人が住む上で）地球環境には良いのではないでしょうか？（予想外の弊害はあると思いますが）

補足

小生が熱に関して一番着目している部分は地面（大地）の温度です。
おそらく、設備の設置は地面から何ｍか浮かせて、やや斜めに接地されると予想されます。そうすると、大きな面積の地面が影になります。影になった地面は日中熱せられ難く＝水分を保持しやすくなると考えています。水分が多くなればそれだけ生物が生息しやすくなります。緑化に関しては、太陽電池パネルの隙間の木漏れ日＋地中の水分から発想しました。

また、ご指摘の放射冷却に関しては、地上数ｍのパネルが若干の保温効果をもたらすと考えています。
温室効果に関しては、パネルの設置の仕方で温室状態になることも考えられますが、通気の仕方で変わると考えています。

ただ、ご指摘の色の違いによる吸収率の違いはたしかにありそうな話ですね。
そうなってくると、吸収と放熱に関しての関係が重要になってきそうです。
基本的に熱い空気が上に行くと考えれば、地表温度にはそんなに影響はないのか？などなど・・・

>発電所クラスの電気を蓄電できる技術
>というものを聞いたことがない
つい先日ですが、シャープと関西電力で水力発電所程度の規模ですが太陽電池の発電所を完成させています。

太陽電池を発電所として使う最大のネックは直流と交流の違いにあると想像しています。特に、送電電圧のように数万Ｖの交流電圧に変換するのに巨大なインバーターが必要になったり様々な問題点がありますので・・・
ただ、そういった問題も上記の発電所のように実際に運用することで技術やノウハウを構築していると考えれば、そう遠くない未来に本格可動することは充分ありえると考えています。
まぁ熱い地域ですとエバの耐久性など別の課題も出てきそうですが・・・