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電力

JAXA、マイクロ波送電の実証試験を3月に計画 73

ストーリー by hylom
受電部以外にマイクロ波が当たったらどうなるんだろう 部門より
あるAnonymous Coward 曰く、

JAXAが宇宙で発電した電力を地上に送電するシステムの実現に向け、無線で電力を送受電する実証試験を行うという。実験は報道関係者などにも公開されるとのこと(朝日新聞)。

宇宙空間で太陽光発電により発電を行い、その電力を地上に送電するというアイデアは以前からあるが、問題は電力をどうやって送電するのか、という点にあった。考案されているのは電力をマイクロ波に変換して送電するというもので、今回の実験では送電装置から約55メートル離れた場所に受電装置を設置。送電側から約1800ワットのマイクロ波を発射し、受電側で電気に変換する屋外試験をするという。

マイクロ波を正確に受け取れれば、数百ワットの電気を取り出せるそうだ。

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。
  • by akiraani (24305) on 2015年02月25日 7時52分 (#2767234) 日記

    いや、このストーリー見て、真っ先に重し出したのがサテライトキャノンだったもので……。

    しかし、マイクロ波だと空気中の水分と反応して、途中えらいことになったりしそうだけど宇宙からの伝送とか大丈夫かな。
    たまたま送電射線上を横切ったハトとかが、電子レンジでペット乾かそうとしたときに起きた悲劇みたいなグロ映像になったりしそうで……。

    • by Anonymous Coward

      マイクロ波の領域が300MHz~3THzまであるので、人体に影響があり、天候に左右される水分子に効率の良い周波数を外すのは難しくないでしょう。
      一般的な電子レンジは2.45GHzを使用しています。
      水自体のエネルギー吸収効率の良い周波数は今Wikipediaで調べたところ20~80GHzとのことです。

    • by Anonymous Coward

      >たまたま送電射線上を横切ったハトとかが、電子レンジでペット乾かそうとしたときに起きた悲劇みたいなグロ映像になったりしそうで……。

      (末端側では)エネルギー密度的がかなり低い送電なんで、その問題はないかと。
      エネルギー密度的には太陽光と同程度(1 kW/m2ぐらい)。そういう意味では受電側のサイズとしては昼夜関係ない太陽光発電所みたいなもん。
      もちろん、波長が限定されてるんで電力への変換効率は太陽電池とは比べものにならないぐらい高い。
      #まあ、鳥が「死にそうなぐらい暑いなこの辺!」と感じたり熱射病的に死んだりはあるかもしれんけど、爆散してグロにはならない。

      • by adeu (2937) on 2015年02月25日 11時44分 (#2767359)
        昼夜関係ないんですか?地球の食に入ると発電できないように思うけど、それは発電衛星の夜じゃないのだろうか。
        親コメント
        • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 12時07分 (#2767370)

          地上の夜は(極地付近を除いて)一日一回訪れます
          しかし衛星の食はそれより低い頻度になります
          理由は月食が毎日起きないのと同じ

          親コメント
      • by Anonymous Coward

        むしろ太陽光と同程度のエネルギー密度を得るためにわざわざ人工衛星を飛ばして意味あるのかという気がします。

        電力への変換効率は太陽電池とは比べものにならないくらい高い、といっても、どんなに高くても100%が上限なわけで、太陽電池の数倍程度にすぎないですから。

    • ガンドロワも忘れないでやってくれませんか。

      #超新星の莫大なエネルギーで発電して送電する発電衛星。
      #急遽対巨人用兵器に転用しただけで、本来は平和目的の建造物らしいっすよ。

  • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 7時50分 (#2767233)

    たまにマイクロ波がずれて周辺で火災が発生するやつ。 >部門名

    • by wokanoyu (30711) on 2015年02月25日 8時27分 (#2767249) ホームページ
       数年前、SimCity2000を引き合いに出して担当の人に同様の質問をしましたが、
      半径数キロの範囲で受信を行うので、マイクロ波が集中して火災を起こす事はないと言ってました。

       担当の人はSimCityを知りませんでした(笑)
      --
      #Insanely great!
      #をかのゆ
      親コメント
      • by Anonymous Coward

        >  担当の人はSimCityを知りませんでした(笑)
        うーん、SimCityやってないからなー。
        タイラーなら知ってる。

      • by Anonymous Coward
        予期しない何かにマイクロ波があたったときに想定外の不都合が起きる可能性はないのか?
        という質問だったのだろうと推察しますが・・・・・

        「半径数キロの範囲で受信を行うので、マイクロ波が集中して火災を起こす事はない」ではちっとも回答になっていませんね。
        (マイクロ波が集中して火災が発生することは無いのか?という問いに対してであれば適切な回答でしょうけれど)

        SimCity2000を知らないことよりも、質問の意味が理解できていない"担当者"って大丈夫なんですかね。

        #それ以前に何の担当者なのかがわかりませんが・・・・・・・
        • by Anonymous Coward

          >予期しない何かにマイクロ波があたったときに想定外の不都合が起きる可能性はないのか?
          という質問だったのだろうと推察しますが・・・・・

          まさにSimCityそのままに、「マイクロ波がずれて周囲が燃えたりしないの?」とかいう感じの質問だったような。
          で、「エネルギー密度が低いんで燃えません」って感じの回答。

    • by SteppingWind (2654) on 2015年02月25日 12時29分 (#2767380)

      アシモフの「われはロボット」に収められている「われ思う、ゆえに…」 [biglobe.ne.jp](初出1941年4月)でビーム伝送が出ていて, 制御が狂うと大惨事って話ですね.

      親コメント
    • by Anonymous Coward

      市長にズレてるって言わないと

      表現が直接的過ぎるかな

    • by Anonymous Coward

      マイクロは送電じゃないけれど、サンダーバード。

  • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 8時46分 (#2767254)

    送り側は1800W、受け側はうまくいって数百W

    なぜこんなにも減衰するのだろう。というか、これでいいのか?

    • by gonzo (38147) on 2015年02月25日 9時37分 (#2767287)

      #2767267の資料によると、
      ・地球周辺の宇宙空間での太陽光の
       エネルギー密度は1,350W/m2
      ・地上での太陽光の年間平均エネルギー
       密度は100~200W/m2
      ・理由:夜の存在、曇天・雨天の存在、
       大気による減衰
      とあります。

      昼夜を単純化して半々としても1800W→900W。
      雲や雨、大気の影響で到達するマイクロ波がさらに1/3程度になるイメージなのかな?
      距離も数百kmありますしね。

      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 10時53分 (#2767344)

        同じ資料に大気の減衰が50%、素子変換効率が60%と70%、とあるので
        これを単純に掛け算すると21%。1800Wの21%は378W。

        親コメント
      • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 11時06分 (#2767346)

        #2767267の資料によると、
        ・地球周辺の宇宙空間での太陽光の
         エネルギー密度は1,350W/m2
        ・地上での太陽光の年間平均エネルギー
         密度は100~200W/m2
        ・理由:夜の存在、曇天・雨天の存在、
         大気による減衰
        とあります。

        あ、というかそれ読み間違えてます。

        それは、「地上における太陽光発電」と「宇宙における太陽光発電」を比較した時に
        「前者が非効率な理由(可視光が地上到達までに減衰する理由)」を「夜の存在、曇天・雨天の存在」と上げているので
        それは「マイクロ波送電が減衰する理由」ではありません。

        5.8GHzのマイクロ波は基本的には曇天・雨天では強く減衰しません(だからこの周波数を選んでいる)。
        #さすがに熱帯のスコールみたいな雨は影響強いが。

        親コメント
      • by Anonymous Coward
        距離も数百km・・・・って、これって低高度周回軌道なんですかね?

        衛星では太陽面を確保しながら姿勢を維持しつつ、電波の発信方向を制御しつつ、地上でも受信アンテナを制御しつつ・・・・・?
        数十分ごとに発電したり休止したり・・・・・?
        マジっすか?
      • by Anonymous Coward

        > ・理由:夜の存在、曇天・雨天の存在、
        >  大気による減衰

        > 距離も数百kmありますしね。

        1800Wとか数百Wってのは、今回の実験での話ですよね。今回の実験は距離55m程度です。

    • by Anonymous Coward

      まず、変調復調の段階でロスは避けられないし、エネルギー放射効率100%の空中線も難しい。漏れのないビームの構成も困難だろうし。また、空気中の水分を温めるのでなければ散乱で散ってしまうとか。散乱するのであれば周囲への電波障害の可能性もありうる。
      実験なんで、その辺り諸々の問題を確認、改善するのも実験の目的でしょうが。

      いずれにしても大規模なエネルギー輸送のための手段としては筋が悪い。
      技術が安定してくれば、農薬散布用ヘリコプターへの給電とか、電線引くには膨大な手間がかかる場所への送電とかには使えるかもしれない。そんな意味では期待してみる。

      • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 12時19分 (#2767374)

        静止軌道までの距離はおよそ36000km、ほぼ地球一周の距離に迫る距離。
        もしもその距離をそれなりの効率で送電できる可能性を持つなら、超伝導素子送電線の存在など蹴散らすだけの可能性は持っている。
        あくまで実験なんだから、何がいけないのかを検証確認するのも大切な目的。

        親コメント
      • by Anonymous Coward

        宇宙発電を持ち出すと大規模だしどうよと思うけど、
        無線送電技術の研究と考えれば、応用分野は他にもあるよね。
        JAXAがやるんだから宇宙に決まってるだろというのはあるが。

        • JAXAの組織としてはともかく、中の人は地上相手の給電なんか考えて無くて
          深宇宙探査機とか惑星間輸送船への給電を考えているんじゃね?

          後は、電気推進船への応用が結構有望だと思う。宇宙発電で宇宙から給電できればどこでも行けるが、数十キロぐらいの範囲でMW級の給電ができるのなら、灯台のようにエネルギーを供給するスポットを所々に設けて充電するだけで行ける。大陸間輸送では特殊コンテナなどの増加、冷却しながら異動することが求められるLNGなど、電気の需要が増えているそうだし。
          たとえば、漁業で得たものをその場で加工する大型船なども、

        • by Anonymous Coward

          たまには旧NALも思い出してあげてください…。

          発電衛星は政治家好みなのか、よく出てきますけど実現可能性はゼロに近いですね。
          ロケット使ってる間は無理じゃないかな。

          Jaxaの範疇で考えるなら、逆に地上から上空に送電する方が使い勝手がありそう。
          成層圏に滞空する無人航空機の電源にするとかね。
          米軍かNASAがすでにやってた気もするけど。

        • by Anonymous Coward

          無線送電技術の研究と考えれば、応用分野は他にもあるよね。
          JAXAがやるんだから宇宙に決まってるだろというのはあるが。

          いや、無限航続時間電動UAV乃至ドローンは大気圏内用。

    • by Anonymous Coward

      太陽さん「1800Wだって?もっと送っているつもりなんだが?」

      • by Anonymous Coward

        宇宙での発電といっても実際は太陽光発電でしょうし、どこで発電するかの違いのようにも見えますね。
        宇宙空間で原子力発電とか考えられるのだろうか。

        • by Anonymous Coward

          空気の無い宇宙空間では太陽電池セルの発電効率が上がります、また、「蝕」の時間帯を除けば昼夜関係なく発電を期待できます。ただ、地上での建設費と比べて恐ろしく高い建設費になることは想像に難くなく。今回話題の送電でもいろいろ問題は考えられる。利点と欠点を天秤にかけ、利点が上回ってくれば実現の可能性はありましょう。

          宇宙空間で原子力発電

          理屈の上では原子力電池 [wikipedia.org]というのはあり得る。実際に太陽からから遠い惑星観測の人工衛星には使われている。原子力電池なら、寿命が来た電池はさらに遠い衛星軌道や月なんかに放り出すことで、放射性廃棄物問題は気にならなくなるかもしれない。まあ、それ以前の問題が山積しているのは無視した上での話だが。

          • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 10時13分 (#2767310)

            加えて、災害等で地上の送電系が寸断された時にもベース電源として利用できる可能性

            親コメント
          • by nim (10479) on 2015年02月25日 18時14分 (#2767594)

            >原子力電池なら、寿命が来た電池はさらに遠い衛星軌道や月なんかに放り出すことで、放射性廃棄物問題は気にならなくなるかもしれない。

            人工衛星を第二宇宙速度で放り出すには、大量に燃料を積むか、地球スイングバイをしないと無理だと思いますが、
            放り出さないとやばいレベルの放射性廃棄物で地球スイングバイをするのは結構怖いですよね。

            親コメント
          • by Anonymous Coward

            旧ソ連の人工衛星コスモス954号 [wikipedia.org]とかコスモス1402号 [wikipedia.org]なんてのが既に飛んでます。

      • by Anonymous Coward

        もう巨大な虫眼鏡でいいような気がしてきた

    • by Anonymous Coward

      たった55mでこれじゃあなぁ。
      静止軌道36000kmでどうなるんだ...

      • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 12時35分 (#2767383)

        100m で半減すると甘めに近似すると,1km で 0.1% くらい? この 36000乗とか,計算するまでもなく...

        親コメント
        • by Anonymous Coward
          大気の有無は無視か。
          地球の大気層も厚くなったもんだな。
      • by Anonymous Coward

        実現した場合実際伝達するのは(ほぼ)垂直方向ですから、55kmはおおよそ成層圏までの大気の厚み相当、あとはほぼ障害のない真空ですね。
        #ビームの広がり除く

        • by Anonymous Coward

          あ、「km」じゃなかったorz

  • by Anonymous Coward on 2015年02月25日 10時18分 (#2767318)

    よしよし、まだ出てないな。
    この話の場合は太陽の傍までいっちゃうんだけどね。

  • ケスラーシンドローム

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人生unstable -- あるハッカー

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