今回は太陽光発電を用いた水素の生成について、実際の太陽光を用いた屋外での研究開発をされている 宮崎大学 太田靖之先生にインタビューをさせていただきました。 ご研究内容やエネルギーの「地産地消」の実現に向けての想いを語られる中で 商品開発/製品化を加速させるシミュレーション活用について幅広くお話ししていただきました。
– ご経歴 –
岩手大学 工学部 電気電子工学科
岩手大学大学院 工学研究科 博士
博士(工学)岩手大学 2007年3月
宮崎大学 キャリアマネジメント推進機構テニュアトラック推進室
【先生の研究テーマについて】
現在、私は宮崎の恵まれた日照条件のもと、太陽電池、特に集光型太陽電池の研究開発を行っています。太陽電池を含む再生可能エネルギーが火力発電や原子力発電に代わる主力電源となるには、電力の供給を安定させる必要があります。さらに、将来、エネルギーの地産地消を進めるべきだと私は考えます。
そのためには、太陽電池で発電した電力を蓄えることが必要になります。
電力を蓄える方法の一つに、太陽電池の電力を用いて製造した「水素」を貯蔵する方法が挙げられます。私は、集光型太陽電池と水の電気分解システムを組み合わせ、水素製造を行っています。そのシステムの一番の特徴は、宮崎に降り注ぐ太陽光から、直接クリーンなエネルギーである「水素」を製造していることです。すなわち蓄えられる水素エネルギーの「地産」を行っています。今後、製造した水素をどのような形で地域に循環させていくか、「地消」を考えていきます。
また、日本におけるCO2排出量の約17%を占めるのが運輸部門(自動車)です。自動車を電気自動車に変えていくことはCO2削減に大きく貢献します。電気自動車に太陽電池を搭載できたら、電気自動車に必要な電力を搭載された太陽電池から発電することができます。すなわち、電気自動車で「地産地消」が実現できます。現在、私は電気自動車に適した太陽電池の研究開発も行っています。
日常生活におけるCO2排出量削減に貢献するために、私もロードバイクに乗っています。宮崎の素晴らしい自然のなかでサイクリングを楽しみながら、CO2排出量削減に有効な方法を日々探究しています。
＜使用モジュール＞
COMSOL Multiphysics® 構造力学モジュール 伝熱モジュール 最適化モジュール 非線形構造材料モジュール 疲労解析モジュール 複合材料モジュール 半導体モジュール 電気化学モジュール 光線光学モジュール デザインモジュール
太田先生には、弊社、COMSOL外部講師セミナーにてWebinarでのご講演をいただきました。
セミナーの講義動画、資料につきましてご要望がございましたら、こちらからお問い合わせください。
【各種シミュレーションによる集光型太陽電池の動作解析】
有限要素法による伝熱解析、光学シミュレーションおよび等価回路を用いた回路シミュレーションを組み合わせた集光型太陽電池の動作解析について紹介していただきました。集光型太陽電池とは、太陽光を集光する光学系と発電を行う太陽電池素子により構成されており、光学シミュレーションによる光学系の解析、回路シミュレーションによる発電電力解析、有限要素法による光学系により集光される強い光(熱エネルギー)の伝熱解析がそれぞれ必要になります。本講演ではまた、太陽光発電の現状やこれからの課題、宮崎大学の再生可能エネルギーへの取り組み等についてもご紹介いただきました。