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再生可能エネルギー

「夜間ソーラー発電」が出力実験に成功 ソーラーの逆の原理で電力を生成

2022年5月30日(月)18時50分
青葉やまと

地表面を加熱した太陽のエネルギーは赤外線放射として冷たい夜空に再放出される UNSW

<太陽光で日中に温められた地表は、夜になると冷たい夜空に向けて熱を放出する。このエネルギーを使った発電実験に成功した>

オーストラリアの研究チームが、ソーラーエネルギーを活用した夜間の発電に成功した。これまでとは「逆」の方式だという。

通常のソーラー発電は、太陽から地球に降り注ぐ光を電力に変換する。これに対し夜間ソーラーは、地球から宇宙に放たれるエネルギーを利用する。

地表は日中に太陽光で温められ、夜になると蓄積した熱を赤外線の形で宇宙に向けて放出している。これを発電に用いるというコンセプトだ。

実験を行ったのは、シドニーに位置するニュー・サウス・ウェールズ大学の夜間ソーラー・チームだ。同大学はプレスリリースを通じ、「『夜間』ソーラーパワーにより電力を生成するという、再生可能エネルギーにおける顕著なブレイクスルーを達成した」と発表した。ソーラー発電は日中のみ稼働できるという従来の常識を覆すものとなる。

今回の実験での出力は、ソーラー発電の10万分の1という極めて弱い規模に留まる。しかし研究チームは、今後半導体素子を改善してゆくことで、最終的にはソーラー発電の10分の1ほどにまで出力を高めることができるとみている。

研究の成果は5月、米国化学会誌に掲載された。

既存のソーラーと逆の原理

科学ニュースを報じるニュー・アトラスは、従来と「逆のプロセス」で発電する「奇妙な」発電手法だとして取り上げている。

夜間ソーラーと聞くと、夜空のわずかな明るさを利用した発電かとも思える。しかし、研究者たちは発想を逆転し、地球側からエネルギーを取り出すことにしたという。着目したのは、夜間の温かな地表だ。

地球は日中に太陽から熱を得ているが、これが続くと温度は際限なく上昇してしまう。気温が一定の範囲に保たれているのは、夜間に地表から夜空に対して赤外線を放出し、熱を排出しているためだ。

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夜間に再放出された太陽エネルギーを収集するために使用できる熱放射ダイオードから発電を測定しました UNSW


研究チームはこの特性に注目し、こうした夜間の地表からの放射熱を利用し発電することにした。赤外線を検出する暗視スコープに用いられているものと同じ素材を使い、「サーモラジエイティブ・ダイオード(thermoradiative diode)」と呼ばれる半導体素子を独自に開発している。この素子を通じ、赤外線を電力に変換する。

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