ＣＯ2（二酸化炭素）を熱媒に用いた太陽熱を利用し、外部電力なしで給湯・発電システムに応用する研究が、同志社大学理工学部エネルギー機械工学科山口博司教授（同大学エネルギー変換研究センター所長）のもとで進められている。同システムは、代替エネルギー効果として年間約８klの原油に換算され、年間約３％のＣＯ2排出削減効果があるという。研究チームでは、外部電力を使用しない安全・安心・高効率な給湯・発電システムとして、ハウス栽培植物工場システムや、地産型危機対応システムなど公共施設への実用化を図っていく。
同システムは、高圧条件下の超臨界ＣＯ2の自然循環を利用した太陽熱利用の給湯システム、さらに次のステップとして、ＣＯ2を熱媒に用いた太陽熱利用の給湯・発電システム（ＣＯ２ソーラーランキンシステム）である。外部の電力が不要で、ＣＯ2の比重差を応用した自然循環方式で安全・安心である。
システム構成は、集熱部、発電部、熱交換部、駆動部で構成され、太陽エネルギーから電気エネルギーと熱エネルギーを得る内容になっている。
システムの原理は、集熱部が太陽熱をソーラーコレクタで集めＣＯ２を等圧加熱する。
発電部は等エントロピー膨張により、ＣＯ2を膨張させる過程で発電を行う。熱交換部は、ＣＯ2を等圧冷却して液化させ排熱を有効的に利用する。
また、同システムはＣＯ2を用いていることから、熱媒体としてのＣＯ2の有用性を検証することで、地熱発電などほかの再生可能エネルギーへの転用も可能としている。
研究チームでは、外部電力を使用しない安全・安心かつ高高率な給湯・発電システムとして、各課題をクリアし、実証実験機を使用して実証実験に取り組む方針で、将来的に、ハウス栽培植物工場システムや、地産型危機対応システムなど公共施設への応用展開を進めていく。
オートメーション新聞は、1976年の発行開始以来、45年超にわたって製造業界で働く人々を応援してきたものづくり業界専門メディアです。工場や製造現場、生産設備におけるFAや自動化、ロボットや制御技術・製品のトピックスを中心に、IoTやスマートファクトリー、製造業DX等に関する情報を発信しています。新聞とPDF電子版は月3回の発行、WEBとTwitterは随時更新しています。
