東方見雲録

全て | カテゴリ未分類 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 2006 | 2007 | アーカイブス | 2022 | 2021 | 2023 | まちづくり | 教育 | 宙（そら）学入門 | 郷土 | 生命 | ランドスケープ | 環境 | 政経 | 文化 | 科学 | ものづくり | スクラップ | 建築 | 土木 | デジタル | 私見 | スポーツ

2025.02.18

気になる見出し：積雪を用いた発電

テーマ：百聞は一見に如かず。今日のデジカメ写真(6670)

カテゴリ：ものづくり

「積雪発電」とは
　スターリングエンジンを活用した温度差発電を豪雪地域の生活課題である「積雪」に用いることで、雪を融かし発電を行う仕組みです。
　温度差を生む熱源と冷媒により最大約1.0kWの発電を可能にします。他の再生エネルギーと比べ、エンジン自体が小さく小規模にも関わらず効率的な発電ができます。積雪発電では冷媒を冷やすのに雪を用いることで、雪を溶かしながら発電ができるため、従来の化石燃料（電気や灯油等）を用いて雪を溶かしていた労力やコストを削減し、逆に電気を生み出すことに大きな利点があります。
引用サイト：こちら

スターリングエンジン（発電機）を活用
積雪発電では、スターリングエンジン（発電機）が使用されている。スターリングエンジンは、19世紀初頭にスコットランドの牧師ロバート・スターリング氏によって発明された発電機だ。（※３）シリンダー内にあるヘリウムなどの気体が熱せられたときの膨張と冷やされたときの収縮を利用して内部のピストンを回し、それによって生まれるエネルギーで発電するという仕組み。

発電効率の低さからこれまで実用化は進まなかったが、技術の進歩により、いま、急速に実用化が進んでいる。熱エネルギーには、太陽熱や工場の排熱、廃材を燃焼するバイオマスボイラーなどの利用が試みられており、温室効果ガスの排出を極力抑えた発電方法として注目されているのだ。

積雪発電では、バイオマスボイラーや太陽熱から供給される高温熱源と雪による低温熱源を活用する。

不凍液を使用

発電と同時に融雪も可能
発電時に温められた不凍液は、融雪にも活用できる点が積雪発電のメリットだ。バイオマスボイラーで40度から60度に温められた不凍液をまずは暖房などに使用し、それをさらに道路や屋根の融雪に利用する。雪のなかに巡らされた配管を通った不凍液は再び冷やされ、０度からマイナス10度となり、低温熱源としてスターリングエンジンに戻り、発電に利用される。（※４）このサイクルにより、エネルギーを無駄なく効率的に活用できる。

実用化にはどのような課題があるのだろうか。

初期コストがかかる
積雪発電に適した発電機は、現状では限られた国でのみ製造されているため、価格が高い。また、大出力で高効率な熱駆動エンジンが存在していないため、積雪発電の実用化には開発とそれに伴うコストが発生する。（※１）

施工方法の確立とインフラの整備が必要
積雪発電は、現状ではスキー場など限られた施設、限定的な場面での実証実験が成功した段階だ。既存の民家や一般の道路などに適用するためには、発電設備の簡易的かつ画一的な施工方法や導入方法を確立する必要がある。また、発電と融雪を効率よく行うためには、不凍液が流れるパイプの配置など、インフラの整備も欠かせない。

融雪計画の予測が困難
雪にも粉雪やざらめ雪など種類があり、さらには天候や気温によっては氷状になっている場合もあるため、融雪面積や融雪にかかる時間を正確に予測することが現状は難しい。自治体などのインフラとして導入する場合は、ある程度の予測と確実な融雪の実行が必要となるため、実用化に向けての課題のひとつとなる。（※１）

積雪発電は、青森で行われた実証実験により、約200Wの電力を生み出す可能性が示された。（※４）

実験では、雪の温度管理や発電効率の課題があったが、特許出願を含む解決策の策定が進んでいる。今後の展望として、積雪発電機の高コストや融雪の精度向上、大出力エンジンの開発、施工方法の簡素化が挙げられている。（※１）

引用サイト：こちら

関連サイト：あおもり灯りと紙のページェント　こちら
ＩＴ企業「フォルテ」（青森市）が雪を使って電気を生み出すシステム「積雪発電」を開発し、日常的に運用できるかを検証している。雪から電気とお湯を生み出す仕組みで、融雪にも活用できると期待される。同社は年内の実用化を目指している。（家高ひかり）