第 2 章 しゆるい 波長による 3 種類の光 波長 波長 波長 しんどう 電気と磁気の振動で、空間を波 でんじは った のように伝わるものに電磁波とい うものがあります。波の頂点から 次の頂点への長さを波長とよび、 波長は電磁波の種類によって長さ がちがいます。太陽の光は、紫外 光、可視光、赤外光という、波長 のちがう 3 種類の電磁波をふくん つうしん でいます。通信やテレビ放送につ ほうしやせん せきがいせん しがいせん かしこうせん かわれる電波や、放射線 ( p. 5 ) も 赤外光 ( 赤外線 ) 紫外光 ( 紫外線 ) 可視光 ( 可視光線 ) 電磁波のひとつです。 ( 目にみえない ) ( 目にみえる ) ( 目にみえない ) 紫外光は、発電につかわれ 可視光は、ほかの光とちが 赤外光は、可視光の赤色の そとがわ ひや わりあい ているおもな光です。日焼 い人の目で明るさを感じら 外側にある電磁波なのでこ 太陽光にふくまれる電磁波の割合 げんいん けの原因になりますが、強 れる光です。可視光がない一 うよばれています。波長は、 紫外光 さっきんさよう い殺菌作用もあります。今 と、世界はまっくらやみに 長くなればなるほど、もの まで紫外光の大部分は、地 なってしまいます。可視光 を温めるちからが強くなり、 3 種類の電磁波の中でもっ 球上空のオゾンという気体 は波長の長さによって 7 種 とも長い波長を持っている の層で吸収されていまし 類の色にわけられます。波 むらさき た。しかし近年オゾンの層 長の短い順に、紫・あい・ のが赤外光です。そのため、 ねっせん 青・緑・黄・だいだい・赤 熱作用が強く、熱線ともよ に大きなあながあいてしま ーばれます。 い、地表にとどく紫外光の です。 量がふえて問題になってい ます。 ちょうてん せきがいこう 十′し十ノし 0 可視光 赤外光 太陽光 50 % 44 % バ - し しゅん 盟べてみよら′ しせん ほかの自然エネルギーとくらべて 発電なとがあります。これらの自然エネルキーの発生量は、 現在、地球上で発電に利用されている自然エネルキーは、太 陽光だけてはありません。風を利用した風力発電、地球内部 地球に吸収される太陽エネルキー量にくらへると、どれく ちょうせき ちねつはつでん の熱を利用した地熱発電、海の潮の満ち干を利用した潮汐 らいになるのでしようか ? 1 太陽の約 太陽の約 風力エネルキー太陽の約 340 地熱エネルキー 潮汐エネルキー 3900 毎秒 7 億 kcalC す。 毎秒 77 億 kca てす。 毎秒 880 億 kc 引で 潮汐は、太陽と月 す。風力発電所は まんちょうかん の引力で満潮と干 強い風がふきやす 潮を生みだすエネ い海岸ぞいに多く つくられ、巨大な ルギーです。満潮 風車をまわして発 時と干潮時に流れ きな地熱発電所で 電します。 ( [ p. 42 ) る水で水車をまわ 約 10 万 kW の電気を 発電できます。 して、発電します。 はつでん げんざい りよう ひ 1 43000

でんりよくしようひりよう 電力消費量 電気自動車 ( 。 p. 2 ~ 3 、 p. 20 、 p. 26 ) ( 。 p. 7 、 p. 15 、 p. 25 、 P27 ) 電力消費量はある時間内につかった電力の合計ですお 電気を動力に走る自動車です蓄電によってためている もに、 IW の電力を 1 時間つかった 1Wh ( ワット時 ) という単 電気をつかって走るもの、燃料電池をつかってつくりだし 位であらわすことができます電気製品は電気を流さな た電気で走るもの、車体の屋根に太陽電池をつけて発電 いと動かず、電気製品をつかった分だけ電力が必要にな させて走るもの、などがあります。まだまだ電気自動車の ります家庭でも社会でも、使用する電気製品の数が年 数は少ないですが、動力源にガソリンと電気を利用した ねんふえているのにあわせて、電力消費量もいちじるし ハイプリッドカーは、すでに広まりつつあります くふえています でんきにしゅうそう 電気ニ重層キャパシタ 燃料也 ( 。 p. 15 、 P25 ) 蓄電池ともちがう新しい蓄電技術です蓄電池は化学反 ( 紅 6 、 p. 15 、 p. 25 ) 水素などを燃料にして、電気をつくりだす装置です水素 応を利用して電気をためていますが、電気二重層キャパ でんし と空気中の酸素を反応させて、電気をつくります。太陽光 シタは、電気を電子のままたくわえられるため、蓄電池より もずっとすばやく、電気をためたり、送ったりすることがで 発電によって発電した電気をつかって、燃料になる水素 を水からとりだす、という研究もされており、蓄電とともに、 きます最近、今までとはくらべものにならないほど、たく 太陽光発電をささえていく技術になるでしよう。現在、化学 さんの電気をためられる「ナノゲート・キャパシタ」という高 性能の製品が開発され、注目を集めています 反応しやすいため危険な物質にもなってしまう水素を、 いかにつかいやすく、安全にためておくかが課題になってい 電気変換率 ます ( 。 p. 14 ~ 15 、 p. 24 ~ 25 ) 発電所 太陽電池の性能をあらわす言葉としてよくつかわれ、変 かんこうりつ 換効率ともいいます。太陽電池に当たった太陽光を、ど ( 。 p. 3 ~ 7 、 p. 11 、 p. 15 、 P24 ~ 25 ) エネルギーをつかって電気をつくりだす施設です。電気 れだけの割合で電気に変換できるのかを示すものです は発電所でつくられ、送電線を通って家庭や会社に送ら 変換率が高くなれば、それだけ太陽電池モジュールを置 れています。火力、原子力、水力など、現在のおもな発電 く面積も小さくなり、太陽光発電がおこないやすくなるの 方法は、二酸化炭素をだしたり、事故がおこると大きな被 です。このまま開発がすすんでいけば、将来、単結晶型 害がでてしまったり、もともとの自然環境を変えたりこわし シリコン太陽電池の変換率は 30 % くらいまで上がるだろ てしまうといった問題点をかかえています うと考えられています ひかりしよくばい 光触媒 電皮 ( p 19 ) ( 。 p 、 p. 11 、 p. 25 ) 触媒は、それ自身は変化しないで、ほかの物質の化学反 電気と磁気の振動によって、空間を伝わるエネルギーの 応の速度を速くしたりおそくしたりできる物質です光 波のことです。波の頂点から頂点までの長さによって、さ まざまな電磁波があります。太陽光も電磁波のひとつで が当たるときにだけ、この触媒作用をおこす物質のこと を光触媒といいます光触媒のひとつである酸化チタン す。紫外光よりも短い電磁波には、レントゲンをとるときに ゆうがいぶっしつぶんかい は、光が当たるときに、有害物質を分解するちからを持 つかわれる X 線があります。赤外光より長い電磁波に かっせいさんそ は、電波があります。電波もまた、波長のちがいでテレビ つ活性酸素という物質を水と酸素からっくりだすことがで につかわれたり、ラジオにつかわれたりします きます ねんりようでんち どうりよくげん かがくはん すいそ そうち さんそ さいきん きけんぶっしつ せいひん せ一三 わりあい そうでんせん めんせき しようらい しぜんかんきよう しんどう ちょうてん さんか 47

第 3 章 本当にできる ? 宇宙太陽発電 ②電気を電波にかえる 宇宙空間では、地上よりずっと・ こうりつ 効率よく太陽光を電気に変換でき ・げ・ん ます。これは、変換率を下げる原 因となる、ほこりや水分をふぐん だ大気がまったくないからです。 また、宇宙に・は昼や夜の区別もな いので、 1 日中発電をおこなえま す。そこで宇宙に発電所をつくり、 発電した電気を地球に送る、宇宙 ほうほう 太陽発電という方法が考えだされ ました。 2050 年までの実現を目指・ けんせつひ していますが、ばく大な建設費や 地球に送る電波の問題など、課題 もたくさんあります。 発電した電気は、送電線がないのでそ のままでは地球に送ることができませ でん ん。そこで、電気をマイクロ波という電 うら じは 磁波 ( 。 p. 11 ) にかえて、太陽電池の裏 がわ 側のアンテナで地球に送ります。 送られてきた電磁波を、地上で電 気にもどします。この時点で、電気 の量は宇宙の発電所でつくられ た電気の半分になってしまいます。 いん くべつ・ ③電波を電気にもどす ・じつげん ①電気をつくる 地上から 3 万 6000km の高さの宇宙空間で、巨大な太陽電池モジュールをつ はんしや かって発電します。上のふたつの鏡によって、太陽光を反射させて太陽電 池モジュールに集めることができます。宇宙の発電所ひとつで、原子力発 電所 10 基分に当たる 1000 万 kW が発電できると考えられています。 しんぎじゅっさいせんせん 」ン工を かがみ キロワット - 新しい蓄電「電気ニ重層・キャパシタ」 v いろいろな形のある「電気一重層キャパシタ」。 太陽光などの自然エネルギーを利用したいろいろな発電方法 はんげん べんり も、つくった電気をためておけなければ便利さも半減してし ちくでんぎし物つ まいます現在注目されている蓄電技術に、「電気ニ重層キャ バシタ」というものがあります。「電気ニ重層キャパシタ」は、 いしようみつど べつ これまでの蓄電池とは別の方法で、倍以上の密度ですばやく かんきよう 電気をためることができ、安全で長持ちするので環境にもや さしい技術です。 ( 時 , p. 15 ) しぜん ′ 18000 ド 2 ス 豆 020A - しゆでんげん ねんりようでんち 工フシーエ 1 ク 1 くホンダ F C x 。燃料電池を主電源に、「ウルトラ・キャ せいひんめい パシタ」 ( 「電気二重層キャパシタ」の製品名 ) による電気を ちくでんそうち 蓄電装置として用いた燃料電池ハイプリッド車である。 25

かしこう 可視光 自然エネルギー ( 。 p -11 、 p. 18 ) ( 。 p -9 、 p. 11 、 p. 23 、 p. 27 ) でんじは ちねっちょうせき 太陽光にふくまれている電磁波のひとつで、可視光線 太陽、風、地熱、潮汐など、もともと自然にあるエネ ともいいます。人の目で明るさを感じることができる ルギーのことです。太陽による太陽光発電、風による 光で、太陽光をみてまぶしいと感じるのは、可視光の 風力発電など、現在、自然エネルキーをつかって電気 性質によるものです。可視光は波長の長さで、赤、だ や燃料をつくりだす試みがなされていますが、これま ひょう いだい、黄、緑、青、あい、紫の 7 色にわけられます での発電方法にくらべると、まだまだ費用がかかりま じっさい これは虹がでたときに、実際の色を目で確認すること す。技術のさらなる発展や、利用を広めるための制度 ひつよう ができます。 のみなおしなどが必要になってきています。 ん せ せいしつ むらさき かくにん はってん せいど さんか 酸化チタン しよう 省エネ ( p. 8 、 PI 9 ) ( p.3 ) もともと化粧品や充てん材につかわれていた物質で 省エネルギーを略した言葉です。電力を始め、エネル ゆうがいぶっしっぷんかい しようひりよう す。光を当てると、有害物質を分解する活性酸素をだ ギー消費量が年ねんふえ、石油などのエネルギー自体 うりつ す性質を持っことが最近わかり、空気や土をきれいに がなくなってきている問題にたいし、エネルキーを効率 する光触媒として注目されています。建物の外壁、台 よくつかって、消費を少しでも節約しようとする試みで せんめんじよ せっていおんど 所や洗面所、ふろ場につかわれるタイルや、土にかぶ す。工アコンの設定温度を少し高めにしたり、エコビル たいようねっし 4 うねつ せるシートなどにつけられて、すでに利用され始めて をつくったり、太陽熱集熱システムを利用したりすること います は、省エネのひとっといえます けしようひんしゅう かっせいさんそ さいきん ひかりしよくばい がいへき せつやく 0 0 しがいこう 紫外光 せきがいこう 赤外光 ( 。 p コ 1 ~ 12 、 p. 14 、 p. 18 ) ( 紅 p ゴ 1 ~ 12 、 p. 16 、 p. 18 、 p. 21 ) 紫外線ともいい、太陽光の中にもっとも多くふくまれ 太陽光の中にふくまれている電磁波のひとつで、赤外 ねっせん ている電磁波です。紫外線は人の体を日焼けさせた 線、または熱線ともいいます。熱作用がとても強く、も かねっ り、太陽電池を発電させたりするなど、いろいろな物 のを加熱したり乾燥させたりするのに利用されていま かがくはんのう べんり 質に化学反応をおこさせます。紫外光はたいへん便利 す。太陽光に当たって温かいと感じるのは、赤外光の な光ですが、量がふえてしまうと、目や皮膚に悪い影 性質によるものです。赤外光は、熱を持った物体から 響をあたえて、人間の体にとって有害なものになって もでていて、自動ドアは、人の体からでている赤外線 しまいます。 に反応して、自動的にドアをあけしめしています。 しきそぞうかんがたたいようでんち 色剽曽感型太陽也 太陽エネルギー ( p. 18 ) ( p. 5 ~ 27 ) 今から 10 年ほど前に開発されたもので、これまでのど 太陽のだす光や熱のエネルギー。太陽エネルキーは、 の太陽電池よりも、ずっとっくりやすくてつかいやす 太陽の中心核でおこなわれている核融合によりつくら い太陽電池です。電池につけられた色素を利用すると れ、たえず地球にも送られています。太陽エネルギー いう、ほかの太陽電池とはちがった方法で発電しま がなかったら、現在の地球環境はなりたたなかったで す。電気への変換率は約 10 % とまだまた低いですが、 しよう。ばく大な太陽エネルギーを、太陽電池や太陽 太陽光発電をより身近なものにするかもしれない期待 熱集熱システムによって、いかに効率よく利用できる しんぎしつ の新技術です かが今後の課題になっています。 しがいせん せきがい せん ほうほう へんかんりつやく 0 45

げんしりよくはつでん 問題点①放射線の影響と管理 でんじは 放射線は電磁波 ( 。 p. 11 ) のひとつで、一定量以上の強い 放射線は生物の細胞にたいして有害です。人間の場合、 出血ややけどで病気になったり、死んでしまったりしま ぶっしつ す。また、放射線をだす物質が土の中にあると、農作物に あくえいきよう 悪影響をあたえます。原子力発電所では、放射線の数値が あんぜんきしゅんち かんし 安全基準値をこえないように、厳重に監視をしています。 序章 原子力発電の問題点 いっていりよういじよう かくぶんれつ 原子力発電は、ウランという物質を核分裂 ( p. 10 ) させて熱をつくり、その熱でできた蒸気のちからで 発電機をまわし電気をつくります。大きな発電所で , 、勺 800 万 kW の電気を発電でぎます言原子力電は少 ない燃料でた、きんの電気をつくることが、きはす 第夫きな事故かお、きれば、生物に害をあたえるお ' ぞ れのある放射線がこ周囲に影響をおよばすこと ~ も あー : を、んーり - - ひつよう , えられるので、。しつか 全片理 いばらきけんとうかいむら 1999 年茨城県東海村の原子力 東海村の核爆工場事故 ぃ 発電関連施設でおこった事故 では、強い放射線をあびた作業 員が亡くなったり入院したり を 18 ひがいしゃ 第物人 したほか、 400 名以上の被害者 がでました。二度とこうした事 故がおこらないよう、原子力発 あんぜんたいさく 電所ではきびしい安全対策が 卩い第い おこなわれています。 さいぼう ゆうがい すうち げんじゅう ・日ー 3 ほ , う・しやせ第に 1.. ~. ー。島う一気を。 問題点②原子力発電関連施設の大きな事故 敷地外の 5 人も被はく 発電する量か、 つかう量に 追いつかなかっ たりしたら・ 発電所から家まで、 そうでんせん 電気は送電線をつかっ て送られているのよ 電線を通っているあいだに、 せつかくつくった電気が へってしまうんだって べノ 1 一 もったいないな ~ 電線には ぜったいに 0 さわらない ようにしよ ! 心配はいらないわ。 今、新しい発電方法が 考えられているのよ 電車もへるし、テレビ ゲームもできない、ビデ オもみられなくなる・ それは・ 太陽エネルギーよ ! ! そんなの イヤだよ ~ なに ? なんなの ? どんな方法 ?

第 1 章 こんなところに太陽光発電所 ! ? これから社会が発展しようとしている国では、新し影響をあたえること。もなく一無限にある太陽三ネルキ い発電所として太陽光発電所を建設しようとしていま煢を不でき ' る第当第す本当電池に太陽光が強く当 ざばく うみべ いくでしよう。 えいきよう はってん 町 - よ ~ う せみ 太陽光発電によって電気をつくる未来 ン太陽光発電が発達すれば、わたしたちの未来はす す。町には電気自動車が走り、「ガソリン」スタンド ばらしいものになるでしようよ生活に必要な電気は は充電のための「電気」スタンドに変わるでしよう。 かぐ冢第ていを ! : ~ 「 0 各家庭で発電し、大規模な電力は宇宙や海上、砂漠 人にも環境にもやさしい太陽エネルギーは、まさ などにある太陽光発電所で発電されるようになりま に " 夢のエネルギー " なのです。 ゅうでん ~ ひつよう 電気自動車と電気スタンド はいき げんざい 2004 年現在、日本国内では排気ガスをださな い電気自動車が約 3800 台走っており、車に充 電のできる「電気」スタンドは全国に約 250 か 所あります。今後、太陽電池をそなえて発電 もおこなえるスタンドがふえれば、ほとんど の電気自動車が太陽エネルギーによる電気で 走るようになるでしよう。朝。 p. 25 ) 宇宙で発電した電気を、 電波に変えて地上へ送る 宇宙太陽発電 太陽光発電を地上でおこなう場合には、夜 や雨、くもりの日など、じゅうぶんに発電で しかんたい きない時間帯や天気があります。そこで、 一日中太陽の光をとりこめる宇宙に太陽 光発電所をつくって、発電した電気を地球 に送る計画が立てられています。 ( 。 p. 25 ) 電気スタンド