チューブラー革命

 

 

【フレキシブルチューブで変換する】

エネルギーレンズ（「コンデス・ウィンド＆ソーラ」）の続き。太陽光エネルギーの変換には（１）
光／電、（２）光／熱、（３）光／物質（水素、酸素、バイオ石油、バイオアルコールなどのバイオ
マス）の３つ変換が可能であり、先回は、フレネルレンズ、ホモジナイザーを使った集光型太陽光発
電を考察してみた。ここでは太陽光追尾機能が組み込まれたものだった、固定設置型でもチューブ型
ソーラーセルも既に市販されている(下図)。

この化合物系タイプは原理上、３６０℃から入光することができ太陽エネルギーを有効的に変換され
る。また、チューブラーモジュールのため、任意に直列配置することができ、このため、シリコン結
晶系のような陰影障害がない。このため、太陽光入射面側に、かまぼこ（レクタングラ）型レンズを
配置した集光パネルを配置し、表面にセルフクリーニング層（酸化チタンおよび酸化ニッケルなど塗
布）を儲け、透光性樹脂および硝子質でパネル化し、建造物の屋根・側壁あるいは地面・道路に配置
すればよい。これは、「光電変換パネル」だが、このチューブないに熱媒体（水、酢酸三ナトリウム
などの蓄熱流動媒体を通せば、熱を熱交換装置で熱／電変換として利用できる。あるいはその逆の熱
（地熱）流動媒体として熱／熱変換モジュールとして、融雪装置やヒートポンプなどに使える。

 
また、同様に、上図のジョイント／モジュール部に、流速・温度・圧力・ガス濃度などセンサを配置
することで例えば、下図の細菌藻類などによるバイオ燃料製造のプロセスでの光合成反応モジュール
としても転用可能だ（そのためにチューブ内壁に透光性セルフクリーナーを配置）。

 

バイオ燃料だけでなく、治水・利水・灌漑兼用小型（マイクロ）発電としても転用可能だろう。この
場合は、チューブは非透光型でなくてよい。尚、下図は小中水力発電導入ポテンシャル分布図。

【ヴァンヴィテッリの水道橋から】

小型水力発電方式は（１）ダイナモと（２）圧電素子の２方式、エネルギー源は位置エネルギー。前
述のジョイント／モジュール部に発電機能を挿入すればフレキシブル発電チューブラーに変化すると
いうわけだ。ここで、下図は「特開2010-136535｜発電装置、流体用センサ及び流体用センサ網」でが、
煩雑な作業を必要とせず、簡単な構成で、高い信頼性の下で、流体の流れる方向に左右されない長期
間の高効率な給電を実現するために、受圧円筒１１は、中心軸Ｏの方向に延びる柱状で、中心軸Ｏの
直交面内の断面形状の輪郭が回転対称である。圧電セラミック構造体１２では、圧電セラミックとそ
の圧電セラミックの分極方向両端に接続された電極との組である圧電セラミックモジュールが、中心
軸Ｏを中心として回転対称に配置されている。容器８、１０は、圧電セラミックモジュール１５の分
極方向の一端と接続され、受圧円筒１１が受ける外力に対する応力を、受圧円筒１１及び圧電セラミ
ック構造体１２に付与する。複数の圧電セラミックモジュール各々から出力される電圧は、加算され
るという新規考案で、このポイントは、カルマン渦の発生が前提となる。



 

【符号の説明】

１、１' 海洋環境計測センサ網　２、２' 海洋環境計測センサ　３ 信号伝送ケーブル　４、４' セン
サモジュール　５、５'、５" 発電モジュール　６ 水密容器 ７ 取付け座　８ 容器　９ 支柱　１０
容器　１１ 受圧円筒　１２ 圧電セラミック構造体　１３ 防水被覆　１４ 空洞　１５ 圧電セラミ
ックモジュール　１６ 圧電セラミック　１７ 電極　２０ 電力平均化部　２３Ａ、２３Ｂ 整流回路
３１、３２ 圧電セラミック　３３　圧電セラミック構造体　３４Ａ 内周電極　３４Ｂ 外周電極　
３５ 電極分割部　３６ 負荷端　４０ 発電モジュール　４１ 支柱　４２ 取付け座　４３ 受圧円筒
４４ 緩衝材　４５ 圧電セラミック構造体　４６ 防水被覆　４７ 空洞　５０ 発電モジュール　５１
支柱　５２ 取付け座　５３ 圧電セラミック構造体　５４ 緩衝材　５５ 防水被覆　５６ 空洞　６０
発電モジュール　６１ 錘　６２ 圧電セラミック構造体　６３ 容器　６４ 空洞　６５ 緩衝材　６６
取付け座　７０ 発電モジュール　７１ 受圧円筒　７２ 圧電セラミック構造体　７３ 取付け座　
７４ 圧電素子　７５ 分割電極　７６ 電極分割部　７７ 防水被覆　７８ 圧電素子　７９　絶縁体　
８０ 発電モジュール　８１、８２ 円筒　９０ 海洋環境計測センサ網　９１、９２、９３、９４ 海
洋環境計測センサ　９５ 給電ケーブル　１００ 海洋環境計測センサ網　１０１ 観測船　１１０ 海
洋環境計測センサ網　１４０ フィルタ　１５０ 計測信号出力端



ところで、太陽王ルイ１４世が建設したベルサイユ宮殿の噴水は10キロメートルも離れたせーヌ川か
ら引き入れているが、カゼルタ宮殿のそれは40キロメートルもの離れた山手の貯水池から引き込まれ
ている。この噴水は1752年にナポリ王カルロ７世の命令で、お抱え建築家 ヴァンヴィテッリ指揮の下
で建設されが、１キロメートル当たり１メートルという勾配で設計された壮大なものである。今夜は
これとは異なるが、デジタル技術などのハイテクを駆使しする現代のヴァンヴィテッリは、日本国土
の山間部から無尽に地下発電チューブラが張り巡らし、それは人目につかず地表には豊かな森林と農
耕地や農牧地が広がる「未来の里山」の壮大な計画設計をイメージしてみた。