■太陽光発電の仕組み
太陽電池パネル(モジュール)は、10〜15cm程度の四角い太陽電池(セル)を繋げたもので、セルは半導体の結晶でできている。
素材は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファス・シリコンなどいくつか種類がある。
太陽電池の公称最大出力の表示はセルの温度が25℃の時の発電量を基準とする。
屋根面が65℃だったら、
(65℃ - 25℃)×0.5%＝20%
20%も効率が落ちる。
パワーコンディショナーはモジュールで発電した直流電気を交流電気に変換する。
さらに、電圧や電流、周波数を調整して家庭の分電盤(ブレーカー)に送ってくれる。
室内タイプと室外タイプがある。
太陽電池モジュールと屋根は「架台」で接合する。
「売電メーター」は売電の計算をする。
太陽電池モジュールで発電した電気は何本かのケーブルを通って「接続箱」へ送られる。
ここでまとめられ１本のケーブルになり、パワーコンディショナーへと繋がれていく。
「表示モニター」は太陽電池パネルの仕事量を表示する。
最近の住宅用太陽光発電システムは、ほとんどが多結晶シリコンを使っているらしい。
次世代の太陽電池としては、色素増感型と球体セラミックが有望。
色素増感型：原材料がチタニア等の無機酸化物や色素などであり、シリコンと比べ安価。製造方法が印刷を適用できるなど、製造コストを大幅に安く出来る可能性がある。
発電効率は、10%程度だが、20%以上に向上を見込めるが安定性や耐久性に課題がある。
球体セラミック：金属球シリコンを原料にシリコン球状粒子をつくり、これを基盤に並べて、固定したものが提案されている。シリコンの玉は直径1mm以下のP型単結晶であり、この表面にNの層を形成してPN接合とする。安価な原料と簡単なプロセスのため製造コストは下がり、10.3%の効率が得られる。
■オール電化と組み合わせる
太陽光発電システムのメリットを生かせる料金プランが登場。
北電の場合、「ドリーム8」では、1日を昼間時間と夜間時間に分け、夜間を昼間の1/4の料金におさえている。
昼間の電気を主に太陽光発電システムで補い(割高な昼間電気料金はほとんどかからない)、夜間に割安の電気料金を支払うようになれば、トータルで電気料金がかなり安くなる。
また、設備機器も進化している。
エコキュートは消費電力が小さく、コンプレッサーを使った熱交換機によって、お湯を温める。
IHクッキングヒーターは、最近、出力が急激にアップしているらしい。
問題は、その設備機器購入料金だ。
驚くほど高い。
太陽光発電システムとオール電化で、将来に向かって、電気に関しては自給自足に近い環境をつくることができるが、設備投資の金額をどう捻出するかが問題だ。
参考文献
『「発電貯金」ならほっといてもお金がたまる』岩堀良弘著(総合法令)
参考WEBサイト
ほくでん：オール電化 電化にしちゃう？
http://www.hepco.co.jp/all_ele/all_elect.html
NEF［新エネルギー関連助成制度］
http://www.nef.or.jp/monitor/index.htm
太陽電池パネル(モジュール)は、10〜15cm程度の四角い太陽電池(セル)を繋げたもので、セルは半導体の結晶でできている。
素材は、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファス・シリコンなどいくつか種類がある。
太陽電池の公称最大出力の表示はセルの温度が25℃の時の発電量を基準とする。
屋根面が65℃だったら、
(65℃ - 25℃)×0.5%＝20%
20%も効率が落ちる。
パワーコンディショナーはモジュールで発電した直流電気を交流電気に変換する。
さらに、電圧や電流、周波数を調整して家庭の分電盤(ブレーカー)に送ってくれる。
室内タイプと室外タイプがある。
太陽電池モジュールと屋根は「架台」で接合する。
「売電メーター」は売電の計算をする。
太陽電池モジュールで発電した電気は何本かのケーブルを通って「接続箱」へ送られる。
ここでまとめられ１本のケーブルになり、パワーコンディショナーへと繋がれていく。
「表示モニター」は太陽電池パネルの仕事量を表示する。
最近の住宅用太陽光発電システムは、ほとんどが多結晶シリコンを使っているらしい。
次世代の太陽電池としては、色素増感型と球体セラミックが有望。
色素増感型：原材料がチタニア等の無機酸化物や色素などであり、シリコンと比べ安価。製造方法が印刷を適用できるなど、製造コストを大幅に安く出来る可能性がある。
発電効率は、10%程度だが、20%以上に向上を見込めるが安定性や耐久性に課題がある。
球体セラミック：金属球シリコンを原料にシリコン球状粒子をつくり、これを基盤に並べて、固定したものが提案されている。シリコンの玉は直径1mm以下のP型単結晶であり、この表面にNの層を形成してPN接合とする。安価な原料と簡単なプロセスのため製造コストは下がり、10.3%の効率が得られる。
■オール電化と組み合わせる
太陽光発電システムのメリットを生かせる料金プランが登場。
北電の場合、「ドリーム8」では、1日を昼間時間と夜間時間に分け、夜間を昼間の1/4の料金におさえている。
昼間の電気を主に太陽光発電システムで補い(割高な昼間電気料金はほとんどかからない)、夜間に割安の電気料金を支払うようになれば、トータルで電気料金がかなり安くなる。
また、設備機器も進化している。
エコキュートは消費電力が小さく、コンプレッサーを使った熱交換機によって、お湯を温める。
IHクッキングヒーターは、最近、出力が急激にアップしているらしい。
問題は、その設備機器購入料金だ。
驚くほど高い。
太陽光発電システムとオール電化で、将来に向かって、電気に関しては自給自足に近い環境をつくることができるが、設備投資の金額をどう捻出するかが問題だ。
参考文献
『「発電貯金」ならほっといてもお金がたまる』岩堀良弘著(総合法令)
参考WEBサイト
ほくでん：オール電化 電化にしちゃう？
http://www.hepco.co.jp/all_ele/all_elect.html
NEF［新エネルギー関連助成制度］
http://www.nef.or.jp/monitor/index.htm
「ドコモ携帯OS簡易化」という新聞見出しが眼に飛び込んできた。
日本の携帯電話メーカーが、ようやく世界市場へ向けての販売攻勢をかけることができるようになった。
これまで、iモードなど高機能を組み込んだOSの携帯電話で、日本市場に特化した開発が続けられて来た。
この方式は、低価格端末が好まれる海外市場には向かない。
事業撤退せざるを得ない端末メーカーが相次ぎ、これまでのキャリア主導のやり方が続けられなくなったのだ。
東芝、三菱電機が海外から撤退し、パナソニック、NECも中国での事業を大幅に縮小している。
米国で売られている携帯電話は、ノキア、モトローラーの他、サムスン、LG、ベンキューモバイル（旧シーメンス）、ソニーエリクソン等で、日本は、その土壌にも上がっていない。
日本の携帯電話は、機能・品質・デザインにおいて、世界一といっても過言ではないが、結局、価格競争に敗退し、世界市場から締め出された形になっている。
今後、世界市場に勝ち残った海外の携帯電話が日本国内にもシェアを拡大してくるのは明らかである。
ドコモでは、すでにSymbian OS、Linux、Windows Mobileという3つのプラットフォームを採用していたが、3/22、新OS「アンドロイド」(googleと協同開発した)の採用で、ドコモ向け端末を開発・生産している国内メーカーは、海外向け端末の開発・量産が容易になった。
しかし、最も大きな問題は、携帯電話メーカー自身が直接消費者に販売を手掛けていないことにある。
日本市場の携帯電話の取引形態が異常なのだ。
日本メーカーは自社ブランドで消費者に直接販売するのではなく通信キャリアへの端末のOEM提供者になり、販売は通信キャリアが一手に担っている。
開発においても、通信キャリアは仕様の決定権を握っており、メーカーに対する発注量や価格をコントロールしている。
この構造を変革しない限り、日本の携帯電話メーカーは海外市場へ打って出ることが困難なのだ。
参考文献
讀賣新聞 3/23朝刊
参考WEBサイト
神尾寿の時事日想： 携帯キャリアはアンドロイドの夢を見るか - ITmedia +D モバイル
http://plusd.itmedia.co.jp/mobile/articles/0711/07/news055.html
ドコモ携帯、基本ソフトの設計簡素化へ : 経済ニュース : マネー・経済 : YOMIURI ONLINE（読売新聞）
http://www.yomiuri.co.jp/atmoney/news/20080322-OYT1T00820.htm?from=top
ビジネス・世界に敗れた日本の携帯電話メーカー
http://www.news.janjan.jp/business/0604/0604182568/1.php
第3回：キャリア主導の産業構造が携帯メーカーを骨抜きに：ITpro
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070710/277207/?ST=keitai
日本の携帯電話メーカーが、ようやく世界市場へ向けての販売攻勢をかけることができるようになった。
これまで、iモードなど高機能を組み込んだOSの携帯電話で、日本市場に特化した開発が続けられて来た。
この方式は、低価格端末が好まれる海外市場には向かない。
事業撤退せざるを得ない端末メーカーが相次ぎ、これまでのキャリア主導のやり方が続けられなくなったのだ。
東芝、三菱電機が海外から撤退し、パナソニック、NECも中国での事業を大幅に縮小している。
米国で売られている携帯電話は、ノキア、モトローラーの他、サムスン、LG、ベンキューモバイル（旧シーメンス）、ソニーエリクソン等で、日本は、その土壌にも上がっていない。
日本の携帯電話は、機能・品質・デザインにおいて、世界一といっても過言ではないが、結局、価格競争に敗退し、世界市場から締め出された形になっている。
今後、世界市場に勝ち残った海外の携帯電話が日本国内にもシェアを拡大してくるのは明らかである。
ドコモでは、すでにSymbian OS、Linux、Windows Mobileという3つのプラットフォームを採用していたが、3/22、新OS「アンドロイド」(googleと協同開発した)の採用で、ドコモ向け端末を開発・生産している国内メーカーは、海外向け端末の開発・量産が容易になった。
しかし、最も大きな問題は、携帯電話メーカー自身が直接消費者に販売を手掛けていないことにある。
日本市場の携帯電話の取引形態が異常なのだ。
日本メーカーは自社ブランドで消費者に直接販売するのではなく通信キャリアへの端末のOEM提供者になり、販売は通信キャリアが一手に担っている。
開発においても、通信キャリアは仕様の決定権を握っており、メーカーに対する発注量や価格をコントロールしている。
この構造を変革しない限り、日本の携帯電話メーカーは海外市場へ打って出ることが困難なのだ。
参考文献
讀賣新聞 3/23朝刊
参考WEBサイト
神尾寿の時事日想： 携帯キャリアはアンドロイドの夢を見るか - ITmedia +D モバイル
http://plusd.itmedia.co.jp/mobile/articles/0711/07/news055.html
ドコモ携帯、基本ソフトの設計簡素化へ : 経済ニュース : マネー・経済 : YOMIURI ONLINE（読売新聞）
http://www.yomiuri.co.jp/atmoney/news/20080322-OYT1T00820.htm?from=top
ビジネス・世界に敗れた日本の携帯電話メーカー
http://www.news.janjan.jp/business/0604/0604182568/1.php
第3回：キャリア主導の産業構造が携帯メーカーを骨抜きに：ITpro
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/COLUMN/20070710/277207/?ST=keitai
テーマ:政治・経済・社会問題なんでも - ジャンル:政治・経済
ワイヤレス給電が身近に使われていることを知らなかった。
少し、高価な電導歯ブラシや電気シェーバーは、給電用の接点がなく、完全防水構造になっている。
安全面からも大きなメリットだ。
ワイヤレス給電は、いくつかの新技術が登場している。
「WiTricity」は、MITで開発(2007)された技術で、約2mの距離で60Wの給電に成功している。
これは、共振周波数(物体の持つ固有の振動数)の同じ物体が強力に結合しようとする現象を利用した技術で、１次コイルと２次コイルの素材に共振周波数が同じものを利用することで、コイル間の磁界が共鳴して結合力が高まり、離れたコイル間でも給電が可能になる。
障害物の影響を受けにくく、人体への影響も少ない。
Powercast社の「Powercast Wireless Energy」はマイクロ波を利用しており、数mWから数十mWの給電を数メートルの範囲まで可能にする。また、給電システムをコイン大にまで小型化が可能で低コスト化されている。
携帯電話、リモコン等への応用が期待されている。
Splashpower社の「SplashPad」は給電する側がプレート状になっており、このプレートに対して平行に磁界を発生させている。
給電を受ける側の形状に制限はない。
複数の機器を同時に給電でき、ID機能を利用し、IDを持たないものには給電を停止することも可能だ。
NECは、2007年11月、蛍光灯から給電する技術を利用した無線LAN対応ネットカメラを発表した。
蛍光灯の中では絶えず磁界の変化が発生しており、この変化による電磁誘導で発電する技術を利用して給電する。
一般的なインバータ(直流を交流に変換する装置)型の蛍光灯を利用でき、3.3V、50〜100mW程度の給電を行うことが可能。
2007年9月、東北大学 大学院工学研究科 教授の小柳光正氏の研究グループは、眼球に埋め込んだ人工網膜用LSIに外部から電力をワイヤレスで供給するシステムを試作した。
眼鏡のレンズに埋め込んだ1次コイルから、眼球のレンズとなる水晶体に埋め込んだ2次コイルへ電磁誘導で電力を送電するというもの。
2006年には、東京大学の染谷隆夫と桜井貴康らを中心とした研究チームは、有機トランジスタによる電子的スイッチとプラスティックによる機械的スイッチを組み合わせ、シート型のワイヤレス電力伝送システム(世界初のワイヤレス電力伝送シート)の実現に成功している。
(Inverter)
コンセントから取り出した50Hzないし60Hzの交流を一旦直流に変換して、このインバーターを用いて再度別の周波数の交流に変換する回路が内蔵されていることを意味する。
コンセントから取り出した交流(50Hzないし60Hz)は、一旦、コンバーター(整流器)により直流に変換される。
インバータは直流を再度、別の周波数の交流に変換する装置。
蛍光灯のチラツキを抑えたり、エアコンや冷蔵庫のモーターの回転スピードを調整して消費電力を抑えたりするのに役立っている。
参考文献
「PC Japan 4月号 図解！ワイヤレス テクノロジー」 (ソフトバンク)
参考WEBサイト
インバーターとは - はてなダイアリー
http://d.hatena.ne.jp/keyword/%A5%A4%A5%F3%A5%D0%A1%BC%A5%BF%A1%BC
東北大，人工網膜にワイヤレスで給電するシステムを試作 - ニュース - nikkei BPnet
http://www.nikkeibp.co.jp/news/manu07q3/546131/
東京大学大学院工学系研究科 東京大学国際・産学共同研究センター 合同記者会見
http://209.85.175.104/search?q=cache:u9kzZC60TAIJ:www.u-tokyo.ac.jp/public/pdf/181204.pdf+%E3%83%AF%E3%82%A4%E3%83%A4%E3%83%AC%E3%82%B9%E9%9B%BB%E5%8A%9B%E4%BC%9D%E9%80%81%E3%82%B7%E3%83%BC%E3%83%88&hl=ja&ct=clnk&cd=3&lr=lang_ja
少し、高価な電導歯ブラシや電気シェーバーは、給電用の接点がなく、完全防水構造になっている。
安全面からも大きなメリットだ。
ワイヤレス給電は、いくつかの新技術が登場している。
「WiTricity」は、MITで開発(2007)された技術で、約2mの距離で60Wの給電に成功している。
これは、共振周波数(物体の持つ固有の振動数)の同じ物体が強力に結合しようとする現象を利用した技術で、１次コイルと２次コイルの素材に共振周波数が同じものを利用することで、コイル間の磁界が共鳴して結合力が高まり、離れたコイル間でも給電が可能になる。
障害物の影響を受けにくく、人体への影響も少ない。
Powercast社の「Powercast Wireless Energy」はマイクロ波を利用しており、数mWから数十mWの給電を数メートルの範囲まで可能にする。また、給電システムをコイン大にまで小型化が可能で低コスト化されている。
携帯電話、リモコン等への応用が期待されている。
Splashpower社の「SplashPad」は給電する側がプレート状になっており、このプレートに対して平行に磁界を発生させている。
給電を受ける側の形状に制限はない。
複数の機器を同時に給電でき、ID機能を利用し、IDを持たないものには給電を停止することも可能だ。
NECは、2007年11月、蛍光灯から給電する技術を利用した無線LAN対応ネットカメラを発表した。
蛍光灯の中では絶えず磁界の変化が発生しており、この変化による電磁誘導で発電する技術を利用して給電する。
一般的なインバータ(直流を交流に変換する装置)型の蛍光灯を利用でき、3.3V、50〜100mW程度の給電を行うことが可能。
2007年9月、東北大学 大学院工学研究科 教授の小柳光正氏の研究グループは、眼球に埋め込んだ人工網膜用LSIに外部から電力をワイヤレスで供給するシステムを試作した。
眼鏡のレンズに埋め込んだ1次コイルから、眼球のレンズとなる水晶体に埋め込んだ2次コイルへ電磁誘導で電力を送電するというもの。
2006年には、東京大学の染谷隆夫と桜井貴康らを中心とした研究チームは、有機トランジスタによる電子的スイッチとプラスティックによる機械的スイッチを組み合わせ、シート型のワイヤレス電力伝送システム(世界初のワイヤレス電力伝送シート)の実現に成功している。
(Inverter)
コンセントから取り出した50Hzないし60Hzの交流を一旦直流に変換して、このインバーターを用いて再度別の周波数の交流に変換する回路が内蔵されていることを意味する。
コンセントから取り出した交流(50Hzないし60Hz)は、一旦、コンバーター(整流器)により直流に変換される。
インバータは直流を再度、別の周波数の交流に変換する装置。
蛍光灯のチラツキを抑えたり、エアコンや冷蔵庫のモーターの回転スピードを調整して消費電力を抑えたりするのに役立っている。
参考文献
「PC Japan 4月号 図解！ワイヤレス テクノロジー」 (ソフトバンク)
参考WEBサイト
インバーターとは - はてなダイアリー
http://d.hatena.ne.jp/keyword/%A5%A4%A5%F3%A5%D0%A1%BC%A5%BF%A1%BC
東北大，人工網膜にワイヤレスで給電するシステムを試作 - ニュース - nikkei BPnet
http://www.nikkeibp.co.jp/news/manu07q3/546131/
東京大学大学院工学系研究科 東京大学国際・産学共同研究センター 合同記者会見
http://209.85.175.104/search?q=cache:u9kzZC60TAIJ:www.u-tokyo.ac.jp/public/pdf/181204.pdf+%E3%83%AF%E3%82%A4%E3%83%A4%E3%83%AC%E3%82%B9%E9%9B%BB%E5%8A%9B%E4%BC%9D%E9%80%81%E3%82%B7%E3%83%BC%E3%83%88&hl=ja&ct=clnk&cd=3&lr=lang_ja
酸化アルミニウムは焼き固めると透明になると言う。
光を透すが電気が通りにくい物質になる。
白い物質の色は、本来は透明なのだが、光が散乱するため、白く見えるのだ。
アルミニウムを数十nmまで薄くすると、数10%の可視光線を透すようになる。
少し前までは、これを透明金属の代用として使っていた。
酸化インジウムに5〜10%のスズを入れたもの(ITO)は、電気伝導性は非常に良くなる(1.3×10^4 S/cm)。
液晶テレビやタッチパネルに使われ、薄膜太陽電池の表面にもITOが使われている。
その他、酸化スズ、酸化亜鉛も代表的な透明金属だ。
ある種の透明半導体を使えば、柔らかいプラスチックの上にも電子回路を作ることができる。
これを使えば、グニャグニャ曲がるテレビ、電市ペーパー(ディスプレイ)を作ることも可能だ。
透明金属の材料として使われているインジウムは将来の不足が心配されており、東京工業大学、大阪府立大学、理化学研究所、高輝度光科学研究センターの研究グループは「ナノ構造を利用し、身の回りにあるごくありふれた元素を使って透明金属を実現できる有望な道筋を与えた」として、セメントを、黒鉛の2倍以上という高い電気伝導を示す金属状態に変えることに成功したと発表した。
東工大フロンティア創造共同研究センターの細野秀雄教授、大阪府大の久保田佳基准教授、理研の高田昌樹主任研究員らの共同グループ。
セメントの構成成分として使われている石灰とアルミナで構成する化合物（C12A7）は、直径0.5ナノメートルという極小の「かご」が結びついて結晶を作っている。
その中の酸素イオンは摂氏700度以上になると結晶中をよく動き回る。
その酸素イオンを金属チタンと一緒にガラス管に封入し、1100度で加熱することで、酸素イオンをほぼ100％電子で置き換えることが可能になり、絶縁体を半導体、金属にまで変えることに成功した。
参考文献
「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術」細野秀雄 神谷利夫 著 (ソフトバンク/サイエンス･アイ新書)
参考WEBサイト
ITmedia News：「現代の錬金術」 セメントを金属に変化、東工大など成功
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/0704/11/news106.html
光を透すが電気が通りにくい物質になる。
白い物質の色は、本来は透明なのだが、光が散乱するため、白く見えるのだ。
アルミニウムを数十nmまで薄くすると、数10%の可視光線を透すようになる。
少し前までは、これを透明金属の代用として使っていた。
酸化インジウムに5〜10%のスズを入れたもの(ITO)は、電気伝導性は非常に良くなる(1.3×10^4 S/cm)。
液晶テレビやタッチパネルに使われ、薄膜太陽電池の表面にもITOが使われている。
その他、酸化スズ、酸化亜鉛も代表的な透明金属だ。
ある種の透明半導体を使えば、柔らかいプラスチックの上にも電子回路を作ることができる。
これを使えば、グニャグニャ曲がるテレビ、電市ペーパー(ディスプレイ)を作ることも可能だ。
透明金属の材料として使われているインジウムは将来の不足が心配されており、東京工業大学、大阪府立大学、理化学研究所、高輝度光科学研究センターの研究グループは「ナノ構造を利用し、身の回りにあるごくありふれた元素を使って透明金属を実現できる有望な道筋を与えた」として、セメントを、黒鉛の2倍以上という高い電気伝導を示す金属状態に変えることに成功したと発表した。
東工大フロンティア創造共同研究センターの細野秀雄教授、大阪府大の久保田佳基准教授、理研の高田昌樹主任研究員らの共同グループ。
セメントの構成成分として使われている石灰とアルミナで構成する化合物（C12A7）は、直径0.5ナノメートルという極小の「かご」が結びついて結晶を作っている。
その中の酸素イオンは摂氏700度以上になると結晶中をよく動き回る。
その酸素イオンを金属チタンと一緒にガラス管に封入し、1100度で加熱することで、酸素イオンをほぼ100％電子で置き換えることが可能になり、絶縁体を半導体、金属にまで変えることに成功した。
参考文献
「透明金属が拓く驚異の世界 不可能に挑むナノテクノロジーの錬金術」細野秀雄 神谷利夫 著 (ソフトバンク/サイエンス･アイ新書)
参考WEBサイト
ITmedia News：「現代の錬金術」 セメントを金属に変化、東工大など成功
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/0704/11/news106.html
