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太陽にまつわる大発明

ここでは、太陽にまつわる偉大な発明について話しましょう。太陽や、太陽から派生するエネルギーを基にした発明品というのはたくさんあります。他のページでお話した日時計などもそうですし、光を集積することによって起きるさまざまな発明も太陽光があってこそでした。

太陽電池について

太陽発電が出来るのも、元はと言えばこの太陽電池が発明されたからといえるでしょう。どんな発電でも、基本的にエネルギーによって何かを動かし、その運動エネルギーによって発電を行うと言うシステムが基本でした。解りやすいのが風力発電ですね。風のエネルギーを受けて、風車を回してその運動エネルギーで発電するわけです。それに対して太陽電池では、光エネルギーを分解して電気にするというシステムをとっています。

太陽電池の仕組み

発光ダイオードというものがあります。LEDと略されているのをご存知の人も多いかと思います。太陽電池は、この発光ダイオードの仕組みをそのまま逆転させたものと言えるのです。つまり、発光ダイオードは電気を変換して光に変えていますが、太陽電池は光を変換して電気に変えているのです。

太陽電池と、他の電池の違い

驚くことに、太陽電池は物質運動に変換してから発電するという部分を飛ばして、ダイレクトに発電が出来るのです。先ほどの例で言うと、風が風車を回して、回った運動エネルギーで発電するという部分を省略して、風から直接電気エネルギーを取り出しているようなものなのです。

太陽電池のメリットとデメリット

太陽からのエネルギーは実に膨大なのですが、地球の半面(太陽光があたっている部分)全体に広く薄く広がっています。そのため、発電所として本格的に電力を要求するのにはまだパワー不足が目立ちます。言い換えれば、必要な電気を手に入れるには極端に広い敷地が必要ということなのです。これが最大のデメリットでしょう。その他にも天候に左右される、昼間に限られるなどのデメリットがあります。

メリットは、クリーンで安全、運動エネルギーに変換する必要が無いため、可動部分がなく故障しにくい、太陽光はこれから50〜60億年もの間安定して供給されることなどがあります。

太陽電池のこれから

太陽とエネルギーのページでも紹介しましたが、これからも技術開発は進むことからいくつかのデメリットは解消されるでしょうし、不安定という点についても、宇宙からの発電計画が軌道に乗れば解消されるでしょう。太陽電池はこれから先、無限の可能性を秘めているのです。


ハイブリッドという考え方

太陽光はまだ主電源、主エネルギーとしては不安定すぎるところがあります。それを克服するのがハイブリッドという考え方。

主電源やメインエネルギーはガソリンなどに頼りますが、チャンスがあれば太陽電池によるエネルギーを併用すると言う考え方です。例えば太陽電池を使用しているわけではありませんがハイブリッドカーという車が実用化されている現在、太陽電池発電とガソリンを併用するハイブリッドカーが登場してもおかしくはないでしょう。現在の技術でも、太陽電池でそれなりに走れる車が登場しているくらいですから、実現の可能性はあります。これから先、天気さえ良ければガソリンを入れなくても動く車が街をあたりまえに走る次代が来るかもしれません。ちょっとワクワクしませんか?


太陽の光を基にした発明

たとえば、太陽光を屈折させて集めれば膨大なエネルギーが集まります。この光を屈折させるために用いられるのがレンズや鏡といったものですね。集める量によっては3700度を超える超高温を作り出すことが出来るのは、前に話したとおりです。

レンズ・望遠鏡・顕微鏡

光を集めるためには、まっすぐ飛んでくる光を曲げてやるか、反射させるかすればいいわけです。このうち光を透過させながら曲げる仕組みをレンズと言います。凹レンズや凸レンズといったものをご存知でしょう。このレンズから、さらに望遠鏡や双眼鏡、顕微鏡などさまざまな発明が生み出されていきました。

鏡・光ファイバー

光を反射させることが出来る鏡は、思ったところに像を出現させることが出来ます。単体では自分の姿を見る程度ですが、複数組み合わせれば光が届く限り、どこまでも光を届けることが出来ます。こうした性質を利用したのが、現在ある光ファイバーや光ケーブルといったものです。

レーザー

太陽光には、さまざまな波長の光が混じっていることは紹介しました。それでは、もしも上手にこの光波長を揃えて集中させることが出来たらどうなるか、というと、普通の光よりはるかに強力で、難しい言葉になりますが指向性・収束性に優れたエネルギーを生み出すことが出来ます。これがレーザーです。現代科学においてレーザーは医学用・工業用・芸術作品などあらゆる方面で利用されていますね。


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