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「太陽エネルギー」ってどんなエネルギー?再生可能エネルギーとは?科学館職員がわかりやすく解説!

よぉ、桜木建二だ。今回のテーマはこれからの社会を担う再生可能エネルギーの一種、「太陽エネルギー」だ。

太陽エネルギーとは太陽から地球へと降り注ぐ、太陽光が持っているエネルギーのことだ。電気が活用される前、人は太陽を天然の照明や暖房として使っていた。太陽光はそれ自体がエネルギーとして活用できる他、太陽によって育てられた植物を原料とした燃料を作ることができる。太陽のエネルギーは人はもちろん、地球上の生物の生活に欠かせない、とても重要なものなんだ。

それでは太陽エネルギーについて学んでいこう。解説は大学時代の研究テーマは再生可能エネルギーだった化学系科学館職員、たかはしふみかだ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

たかはし ふみか

ライター/たかはし ふみか

環境に役立つ研究がしたいと卒論テーマに再生可能エネルギーを選んだリケジョ。地震の際、近所の太陽光発電ができる世帯の世話になった。以来、太陽光パネルを設置した住宅を建てるのが夢。

太陽エネルギーとは

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それでは太陽エネルギーについて、他のエネルギーと合わせて解説していきます。

エネルギーの種類

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化石燃料は動植物が堆積し、長い時間をかけてできた燃料です。自動車を動かすガソリンやストーブの燃料である灯油などが化石燃料に分類されています。結構身近なものですね。この化石燃料を人類は18世紀半ばに始まった産業革命の頃から使用しています。

産業革命についてはこちらの記事も参考にして下さい。

また近年新たに注目されている化石燃料としてメタンハイドレート(燃える氷と言われる、メタンガスが海底下で氷状に固まったもの)やシェールガス(シェール層から採取される天然ガス)があります。

この数百年の間、人間の生活を支えてきた化石燃料。しかし化石燃料には下記のような課題があります。

使用したら無くなる(燃料が枯渇する)

二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物を排出する(地球温暖化や大気汚染、酸性雨などの要因になる)

化石燃料ができるには長い時間がかかり、人為的に作ることはできません。そのため、ガソリンに代わる自動車の燃料としてバイオ燃料の開発が必要とされています。さらに化石燃料は燃料としてだけではありません。化石燃料の一種、石油はプラスチックの原料となっています。そのため、プラスチックの消費量を削減しようと2020年にレジ袋の有料化が行われました。

化石燃料についてはこちらの記事をどうぞ。

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化石燃料が持つ課題を解決してくれるのが再生可能エネルギーです。

再生可能エネルギーは太陽や植物、そして地熱や風力など地球上で発生するエネルギーなどを源としています。自然界に豊富にあるものばかりですね。化石燃料は枯渇することに対し、再生可能エネルギーはその名の通り、自然の力で補充できるのです。例えば吹いている風で風車を回せば、電力を発生させることができます。吹いているだけでは何もできませんが、そのエネルギーを電気に変換することで有効に活用できるのです。

さらに再生可能エネルギーは地球温暖化の要因の一つである二酸化炭素を排出しない、または植物を原料とすることで排出した二酸化炭素を循環させているというメリットがあります。そんな再生可能エネルギーにはどんなものがあるのでしょうか。

再生可能エネルギーにはバイオマス、太陽熱利用、太陽光発電、雪氷熱利用、地熱発電、風力発電などが分類されています。今回のテーマ、太陽エネルギーもこの仲間に入るのです。再生可能エネルギーについてはこちらの記事を参考にして下さいね。

image by Study-Z編集部

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化石燃料は使い続ければいずれ枯渇してしまう。一方、再生可能エネルギーは地球に降り注ぐ自然の力や植物を活用しているので、再生することが可能だ。再生可能エネルギーの一部は新エネルギーに分類されている。新エネルギーとは日本独特の用語で、海外では代替エネルギーという呼び方が使われている。

新エネルギーについては平成9年に施行された「新エネルギーの利用等の促進に関する特別措置法」(新エネルギー法)によって定められているぞ。

太陽エネルギーとは?

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太陽エネルギーとは太陽が放出するエネルギーのことで、ソーラーエネルギーまたはソーラーパワーとも呼ばれています。ソーラー(solar)とは英語で太陽の、太陽光線のことです。

太陽エネルギーは太陽から発せられた光と熱が太陽光として地球に到達し、活用されます。太陽は地球、そして生物が誕生して以来、熱と光を供給してきました。動物、植物の命を育み、さらに照明や熱の源として文明を発展させてきたのです。

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そもそも太陽エネルギーとはどうやって発生するのか。太陽エネルギーは、太陽の中心部で水素原子がヘリウム原子に変わる核融合反応(軽い原子同士がぶつかって重い原子になる反応)が起こることで生み出される。膨大なエネルギーが生み出されているが、地球で活用されているのはわずかしかない。

太陽エネルギーのメリット

太陽エネルギーにはどんなメリットがあるのでしょうか。

供給が止まることがない

太陽エネルギーは太陽がある限り供給されます。太陽が無くなるときは地球が終わるとき、と考えれば人間が生きている間は供給源は大丈夫と考えていいでしょう。ただし、1日で考えるともちろん太陽が出ている日中しか発電することはできません。また天候に左右されやすく、安定に供給できるとは言いづらい発電方法なのです。

エネルギーの量が膨大

燦燦(さんさん)と地球に降り注ぐ日光が持つ太陽エネルギー。この太陽エネルギーは、1秒あたり約42兆kcalに相当します。この数字だけ見てもイメージしづらいですね。これは世界中が1秒間に使うエネルギーの2万倍に相当するエネルギーなのです。もし太陽光のエネルギーをロスなく100%変換できるようになったとします。すると1年間に世界が使うエネルギーを、たった45分間でまかなうことができるのです。

クリーン

化石燃料を使うと、二酸化炭素や排気ガスが排出されます。一方、太陽エネルギーを使用しても排気ガスは排出されません。そのため太陽エネルギーは、環境に優しいクリーンなエネルギーと言えます。

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たかはし ふみか