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地球

地球の自転を使って発電するシステムが考案される 129

ストーリー by hylom
さすがの東スポクオリティ 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

地球の自転エネルギーを使って発電するというシステムが考案された（東スポ）。

地球の回転エネルギーを取り出そうというわかりやすい仕組みだ。これなら永久機関でもないし、嘘っぱちだと言われる心配も無いだろう。が、中薗豊 エネルギーで検索で検索していただけると判るだろうが、かなり怪しげな雰囲気である（意見には個人差があります）。

# ちなみに、土曜ワイド劇場の「火災調査官・紅蓮次郎」に出てくる中薗豊とは関係ない。

南極に、地球の回転軸を中心とする直径10kmの巨大な歯車を設置し、さらにその回転軸上に巨大なやじろべえのようなものを設置。やじろべえに取り付けられた発電機に歯車がかみ合って回ることで発電する、という。「酒瓶にやじろべえを乗せて瓶を回したらやじろべえが回らなかった」ことから発想したそうだ。

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。

地球の自転を使って発電するシステムが考案される More

  • 彼らは（もちろん記者も）フーコーの振り子をしらないと思われる。

    しかし、アレでは使えるほどのエネルギーは取り出せないだろう。

    • Re:地球の自転の目に見える形 (スコア:2, 参考になる)

      by s02222 (20350) on 2013年10月18日 16時22分 (#2479468)
      要するにフーコー振子の超強力版を作ってやれば良い。突き詰めると、フライホイールになる。

      南極に水平な回転テーブルを置く。そのテーブルの上に、回転軸が水平になるようフライホイールを設置する、回転テーブルが24時間で1周回るので、 テーブルの回転を妨げる形に発電機なりを配置すれば、エネルギーが取り出せる。

      フライホイールを回転させ続けるのに消費されるエネルギーのロスが、取り出せたエネルギーを上回るかどうかの勝負。 摩擦0の理想的なフライホイールとかを使えばロスは0になるはずなので、これは工学の問題になるはず。

      と言うところまでは簡単に想像が出来て、南極以外でも軸の取り方を変えたら実装出来るんだから、 ちゃんと収支計算して勝てる見込みが見いだせるなら既に誰かが作ってるんじゃないかと思う。
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      • ジャイロスコープと地球の回転速度の差から取り出したエネルギーのほとんどは、軽い方、つまりフライホイールの運動エネルギーから取られてしまうと思うのですが、いかがでしょうか。
        パワーボールが、なぜ加速するのかを考えてみると分かりやすいと思います。
        http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%9C%E3%8... [wikipedia.org]

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        • むしろ、ジャイロにエネルギーを取られそうな気がします。

          話を単純化すると、適当な方向(垂直以外)で地面に軸を固定したジャイロスコープは、地球の自転からエネルギーを奪って勝手に加速していく(摩擦による回転数低下が緩やかになる)、というだけかも。

          フライホイールをUPS代わりにする話を聞いたことがありますが、軸を垂直にしたときと水平にしたときで、エネルギーの目減り量が違う、みたいな現象が起こりそうな気がします。観測できるぐらいの強度かどうかは分かりませんが。
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  • というのは冗談として、発電を開始するとその対価としてやじろべえの回転が遅くなるよね。

    どうせなら軌道上から月とか太陽まで長い棒を伸ばしてリング状の発電機を回してもらうというのはどうだろう。

    • というより、地上のすべての材料は地表に連動して動いているので、やじろべえも出来た時点では地球と連動して回転してますよね。 だから歯車も回らず、そもそも発電できないに一票。
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      • やじろべえの地面との摩擦が少なくて、やじろべえの重りがだいぶ重ければフーコーの振り子状態にはなるのではないかと。
        電球を光らすくらいはできるのかなぁ…。

        でも、コリオリ力ってどれくらいのトルクが取れるんですかね？
        コリオリの力 - Wikipedia http://ow.ly/pW2we [ow.ly]

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        • コリオリの力 (スコア:1)

          by BIWYFI (11941) on 2013年10月18日 16時19分 (#2479464) 日記

          コリオリの力って、要は、空中で自転の影響を受けなかった結果、着地点がずれるって代物ですよ？
          計算が面倒なのは、空中移動体の座標系にするからですね。

          で、見かけの力なんで、トルクは空中部分の質量に比例します。考え方は、重量と同じですね。

          ちなみに、フーコーの振り子だと、コリオリの力での回転力よりも、往復移動の運動量の方が圧倒的に大きいです。
          摩擦に因る自転方向の加速を、大きな往復移動の運動量で遅くさせてるのが、フーコーの振り子の実態ですから。

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          • Re:コリオリの力 (スコア:2)

            by kou1slash (5979) on 2013年10月18日 18時43分 (#2479611)

            やじろべえの地面との摩擦が十分少なければ空中にある物体扱いになるかと思ったんですがダメかな？
            十分少なければ空中にある物体扱いになるかと思ったんですがダメかな？
            やっぱり往復運動のようなものが無いとダメなんでしょうね…。実験ってのはどうやったんでしょうｗ>タレこみ元

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            • Re:コリオリの力 (スコア:1)

              by tenokida (42811) on 2013年10月18日 20時36分 (#2479692) 日記

              発電機というかエネルギー取り出し系で、摩擦が少なければって発想は要注意。

              負荷かけた分は摩擦と同様の力になる。
              起動トルクに足りなくて回せないとか、
              効率面（取り出し可能エネルギーに対し摩擦で食われる分をどう減らすか）ってのには考慮する必要はあるけど。

              地軸とか巨大やじろべえとかに誘導されてるけど、
              フライホイールによる蓄電システムと同等。
              ＃しかも蓄積系が無い

              別コメントにもあるけど地球上にある物質で作る時点でエネルギー収支が負になる。

              ＞やじろべえの地面との摩擦が十分少なければ空中にある物体扱いになるかと思ったんですがダメかな？
              ジャイロコンパスの中の独楽にはなるけど、えねるぎーとりだすじてんで、状態が変わる。

              自転軸が最大だけど、地表固定座標系は赤道以外は垂直軸周りに回転してるってのがコリオリの力。

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    • そこ（エネルギーを吸い取ると自転が遅くなるのでは？）まで心配する必要はないと思う。

      そもそもこのモデルに匹敵する「静止した」質量を用意しなきゃ成立しないから。
      地上で作成した巨大やじろべえなんて、地球の自転に対して「静止」なんてしてないよ。一緒に動いてる。

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    • 強度の異方性 (スコア:1)

      by BIWYFI (11941) on 2013年10月18日 15時50分 (#2479450) 日記

      ＞どうせなら軌道上から月とか太陽まで長い棒を伸ばして

      残念ながら、長い棒の曲げ強度は悲しいほどしか確保出来ません。
      吊橋のワイヤは、「曲がって落ちちゃう」のを阻止する為に付いてます。

      ちなみに、圧縮強度の限界も、曲げ強度の低さが齎す挫屈で決定されます。
      な訳で、辛うじて使えそうなのは、引っ張り方向の力だけです。

      でも、引っ張るのは、傷を広げる方向の力なので、「引っ張っても千切れない」素材が必要なのです。

      --
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  • 電車でジャンプ (スコア:2, すばらしい洞察)

    by Anonymous Coward on 2013年10月18日 15時31分 (#2479425)

    件のお二人さん、走行中の電車内で真上にジャンプすると、体が後にすっ飛んで行くと思ってるんだろうな。

    • Re:電車でジャンプ (スコア:1)

      by s02222 (20350) on 2013年10月19日 18時59分 (#2480109)
      それは慣性系での話なので、回転の絡んでくるこの話とはちょっと違いますね。

      走ってる電車と止まってる電車の中で起こることは同じですが、回転しているスペースコロニーと止まっているスペースコロニーの内部では違うことが起きます。
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  • そもそもコレ、角運動量保存則の観点的にどうなんでしょう？　巨視的に見た時、これで発電した場合は地球の自転が遅くなっていくんでしょうか。

  • なんだかなぁ・・・ (スコア:2)

    by LoadFF (27414) on 2013年10月18日 20時24分 (#2479683)

    ネタに困ると、怪しい永久機関擬きの発電システムを記事にするのってなんなんですかね？
    昨年の、海底にパイプを引いてダムに見立てて発電するシステムとか
    水を使った位置エネルギー発電システムをあれやらこれやら複雑にした物とか
    信じてしまって騙されて、財産を投じる人が出てきたらどうするつもりなんですかね？

    --
    如何なる内容であろうとACでの書き込みは一切無視します。

  • 地球から見ると (スコア:1)

    by hahahash (41409) on 2013年10月18日 15時05分 (#2479385) 日記

    『南極に立てたやじろべえは、地球の自転と逆方向に回転し続ける』
    と言ってるように聞こえるんだけども、
    どういう力が働いたらそんなことになるんだ？

    それとも、俺、何か勘違いしてるんかな？

    • Re:地球から見ると (スコア:1)

      by Anonymous Coward on 2013年10月18日 16時04分 (#2479456)

      二つの物体に速度の差（この場合は角速度の差）があれば、それを使って発電は可能でしょう。
      発電や摩擦による損失によって速度差が無くなれば、発電は止まります。元々その物体や構造が
      持っていた運動エネルギーや位置エネルギーを取り出しているだけですから当然です。

      南極点に地球の自転とは角速度の違う物体を置けば、その物体の角速度が地球の自転と一致する
      までの間は発電できます。

      普通にそういう物体を南極点で組み立てると、初めから地球と同じ速度ですから、横で見ていると
      止まったままです。仕方ないので最初はエネルギーを与えて地球近傍の宇宙空間からみて止まって
      いるように見える速度で回転させてやると、しばらくは回っていますが、エネルギーを取り出せば
      すぐに止まってしまい、最初に与えたより小さいエネルギーしか回収できません。

      他の方のコメントのように、月とこの物体を連結して回転速度を維持できれば、地球の自転と
      月の公転の速度が一致するまで発電ができます。

      せっかくやじろべえの形をしているなら、小惑星でも捕まえて重りにすれば、それなりの
      エネルギーを回収することが出来るかも知れませんね。 （^_^;

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      • Re:地球から見ると (スコア:1)

        by s02222 (20350) on 2013年10月19日 19時23分 (#2480129)
        >二つの物体に速度の差（この場合は角速度の差）があれば、

        地球を地軸を通る平面でぱかっと2つに割って考えると、右半球と左半球は、すれ違うように逆方向へ動いているようにみなせますので、その差からエネルギーを取り出すことはできます。

        多くの方が、回転体の他に、何か「動かないもの」が無いとエネルギーを取り出せない、と考えておられるようですが、勘違いではないですかね?

        多分、「等速直線運動をしている物体が1個だけの状態では等速直線運動のエネルギーは取り出せない」という事実と混同されているのではないかと。等速直線運動と回転運動は、下記のように、性質がずいぶん異なるので、同様には考えられません。

        等速直線運動の方は、例えば2個のスペースコロニーA、Bがあったとして、どちらも等速直線運動をしつつ、AとBの距離が縮んでいる場合、この状況を、

        1. Aは止まっていてBが近づいている
        2. Bは止まっていてAが近づいている
        3. 両方とも相手の方へ向かっている
        4. AはむしろBから遠ざかる方へ動いているが、Bはそれ以上のスピードでAへ向かっているので距離は縮まっている
        　:

        のように、色んな風に解釈でき、どの解釈で運動方程式を立てても、「何が起こるのか」を計算すると、全く同じ結果になります。

        一方、回転運動を考えると、AとBが等距離を保ちつつ、AがBへ見せる面が時々刻々と変わっている場合、同様に、

        ア. Aが自転していて、Bは静止している
        イ. Aは静止していて、BがAの周りを回っている

        と、複数の解釈の可能性がありますが、アの場合はA内では遠心力で人が壁に押しつけられる形の人工重力が発生しますが、イで考えるとA内は無重力でB内でAのある方向を上にした人工重力が発生します。ついでに、アはそれだけで成立しますが、イはBをAの方へ引っ張る何かの力が無いと成立しません。

        と言うように、「どこを基準に座標系を置いても変わらない」という性質は慣性系だけのもので、回転している物体に座標系を張り付けると上記のような変なことが起こります。

        そこを、等速直線運動の方の例で、座標系をAに張り付けてもBに張り付けても結果は同じ、と言う結論が、 回転運動の例の方でも成り立つんじゃないかと、うっかり誤解してしまって混乱されている方が多いように見えました。
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    • Re:地球から見ると (スコア:1)

      by nemui4 (20313) on 2013年10月18日 16時16分 (#2479463) 日記

      「南極に立てたやじろべえは凍って動かない」と思った。

      それとも氷雪よけ温室ドームを作ったとしてその維持エネルギーを全てこれで賄えるのか。
      もし発電できるとしての話だけど。

      酒瓶に歯車つけてかみ合わせたやじろべえなら酒瓶ごと回りそうだし。

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    • Re:地球から見ると (スコア:1)

      by s02222 (20350) on 2013年10月18日 23時40分 (#2479800)
      やじろべえだと、揺れ続けている限りは、フーコーの振り子と同じ理由で逆方向に回転し続けることになりますよ。

      おっちゃんが観測された現象というのは、十中八九、別ツリーのこのコメント(#2479424) [srad.jp]にあるような、単なるz軸周りの慣性モーメントで、ただ、やじろべえが付いてこなかっただけなんでしょうけど。

      揺れるのが本業の玩具であるやじろべえなのが絶妙で、もし、「やじろべえが止まっている時には、ある程度、酒瓶と一緒にやじろべえも回転してしまうが、やじろべえを揺らしておくと回りにくくなり、揺れが強くなればなるほど、酒瓶の回転に付いてこなくなる」みたいな観察をしていたんだとすると、酔っ払いにしては良い観察力だと言え、もしかして本当にそこまで気付いていた・・・まさかな? と、気になります(笑)
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  • 潮力発電 (スコア:1)

    by Anonymous Coward on 2013年10月18日 15時18分 (#2479406)

    地球の自転で発電できますか？ [okwave.jp]

    地球の自転のエネルギーを発電に利用できないか？との質問ですが、現実には色々利用しています。
    １．風力発電（これは自転に伴う空気の流れ（風）を利用しています。
    ２．潮力発電（今はまだ商業化されていませんが、有望視されていま
    　　す。）これは、地球と月と太陽の重力による海水の潮汐運動を利用
    　　している（勿論自転してることにより可能）
    ３．自転の源になっているマグマ（地球のコアには、溶融したマグマが
    　　あり、その熱により、火山活動や、温泉があり、それらの地熱を利
    　　用して発電も行われている。

    潮力が一番直接、自転をエネルギーに変えてる感じかな。最低でもこの効率を上回ってもらわないと。

    ＃ #2479386 [srad.jp] というオチだと思うけど。

    • Re:潮力発電 (スコア:1)

      by the.ACount (31144) on 2013年10月19日 12時29分 (#2479970)

      タイトル見て即座に「すでに潮力発電があるじゃん」と思ったね。
      風力の元は太陽熱だし、マグマは地球が出来た時の熱(+放射性元素の崩壊熱も少々)で自転とは関係ないな。
      地磁気を生むエネルギー源も地熱で自転は対流をずらして発電しやすくしてるだけだし。

      --
      the.ACount
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    • Re:潮力発電 (スコア:1)

      by Einman (46000) on 2013年10月20日 9時37分 (#2480292)

      潮汐力発電が取り出しているのは、
      「地球の自転＋公転による運動エネルギー、月の自転＋公転による運動エネルギー＋両天体間の位置エネルギー」
      (ここで公転は地球-月系の共通重心に対するものとする。また、他の天体は無視)
      が他のエネルギーに変わる際の一部ですよね。この「他のエネルギーに変わる」という変化は
      地球-月系で角運動量や運動エネルギーが交換される際に地球-月系の全角運動量が保存される形で行われる。

      記事のシステムのように地球上のみで完結したシステムが一方的に地球の自転から
      エネルギーを取り出したら角運動量が保存しないことになり、そもそも発電に利用するのは無理でしょう…

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  • 酒瓶ねぇ (スコア:1)

    by ksiroi (24990) on 2013年10月18日 15時18分 (#2479407) 日記

    酒瓶とヤジロベエが互いに影響を与えない程度に独立してないとダメだよね。
    ヤジロベエが大気圏外はもちろんのこと、地球の重力影響範囲外に位置しないとダメなんじゃないの。

    酒瓶を地球に例えるなら地球規模のヤジロベエってどれほどの大きさになるやら。
    宇宙エレベータの建設とどっちが早いですかね、先生。

    // 酒瓶の上に水素原子を置いて酒瓶回して水素原子が停止してエネルギーを取り出せたら
    // 「考案した！」って言うといいんじゃないかな(:>^

    • Re:酒瓶ねぇ (スコア:2)

      by LoadFF (27414) on 2013年10月18日 20時32分 (#2479688)

      いや、単にヤジロベエなんだから両手に持った重りで慣性の法則から動きづらく
      且つ、支点は爪楊枝とか竹籤サイズの小さな「円」で酒瓶の動きが伝わりにくく
      「しばらくの間は」酒瓶回しても一緒には回らなかっただけでしょ。

      --
      如何なる内容であろうとACでの書き込みは一切無視します。
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  • 昼夜の温度差エネルギー (スコア:1)

    by Anonymous Coward on 2013年10月18日 15時48分 (#2479448)

    昔読んだ青少年向けの科学の本に、バイメタルを利用した自動巻時計の話があった。
    「時計 温度差」で検索すると、温度変化を利用した機構は色々あるらしい。

    もちろんその本には、大したエネルギーにならない(大きくしてもコストがかさむだけ)ことも計算式を混えて説明してはいたが。

  • 可変ヤジロベエ (スコア:1)

    by z_cubic (20952) on 2013年10月18日 20時43分 (#2479697)

    ヤジロベエの手の長さが可変であれば発電できる。

    ヤジロベエの手を伸ばした状態で自転と同期させて，その状態から手を縮めるとヤジロベエは地球に対して回転するので，エネルギーを取り出せる。
    回転が止まるまで発電したら，ヤジロベエと地球を締結して，再度手を伸ばす。
    この際に地球からヤジロベエにエネルギーが移るが，
    手を伸ばす方向には力が働かないので，必要なエネルギーは獲得するエネルギーより小さくできる。

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犯人はmoriwaka -- Anonymous Coward