2015年09月07日

大気から電気を収集:金沢工大教授等の研究

鋸南町の気温は24℃ 昨夜は、千葉中央区で甚大な竜巻被害がありました。鋸南町も深夜、停電を伴う雷雨が異常でした。

シューマン共振

シューマン共振あるいはシューマン共鳴は、地球の地表と電離層との間で極極超長波 (ELF) が反射をして、その波長がちょうど地球一周の距離の整数分の一に一致したものをいう。その周波数は7.83 Hz(一次)、 14.1 Hz(二次)、20.3 Hz(三次)、……31.7Hzと多数存在する。常に共振し続けているので常時観測できる。1952年、ドイツの物理学者であるヴィンフリート・オットー・シューマン(Winfried Otto Schumann, 米国イリノイ大学在籍)により発見されたのでシューマン共振と呼ばれる。アンカー・ミューラー博士は、この地球自体が出している周波数と人間の脳の周波数が完全に一致することを発見しました。特に、7.83 Hzは、人間がリラックスしている状態の脳波だということです。

シューマン共振のエネルギー源は雷の放電や太陽風による電離層の震動だといわれている。


電気をワイヤレスで送電するのに、このシューマン共振が利用されています。人々の生活に役立つことに使われるだけなら良いのですが、このELF(極極超長波)は、様々な災害を引き起こすときにも利用されていることには注意が必要です。また、人間の脳波にも影響を及ぼします

大気から電気を収集:金沢工大教授等の研究

太陽光や風や波が新しい電力源として期待されているが、最近は、大気中[の静電気]から電気を収集する技術も研究されている。科学者たちは何世紀もの間、雷の電気を集めて利用するというアイディアに魅せられてきた。発明家ニコラ・テスラもさかんに実験を行なったが、大気電気学の分野を詳細に解明することは、最近まで困難だと考えられてきた。

しかし、ブラジルのカンピーナス大学のFernando Galembeck氏は、アメリカ化学会(ACS)の第240回国際会議において報告を行ない、すべての住宅の屋根に装置を取り付け、大気から安価でクリーンな電力を取得するという未来の構想を語った。

元来、大気中の水滴は電気的に中性であり、たとえ塵の粒子や他の液体の電荷と接触しても中性を保つと考えられてきた。しかしGalembeck氏は、一連の実験の結果、実際には水滴は電荷を帯びることを発見した。
Galembeck氏は、空気中に塵粒子として多くみられるシリカ粒子とリン酸アルミニウムを用いて実験を行ない、空気中の水蒸気の量が増える[湿度が高い]と、それら物質の粒子はますます電荷を帯びる傾向があることを突き止めた。
「これは、大気中の水が電荷を蓄積し、接触した他の物質にその電荷を移動させられることを示す明らかな証拠だ」とGalembeck氏は述べている。


特に熱帯地方などの湿度の高い地域においては、このような「湿度電気」(hygroelectricity)を大気中から「収穫」することが可能かもしれない。この技術を産業化するべく、Galembeck氏はすでに、大気中の電気を捕捉する収集パネルの素材に最も適している金属を特定するための実験を行なっている。

また、同様の仕組みを、落雷の被害防止に役立てることもできる。雷雨多発地域の建物に湿度電気収集パネルを設置し、周辺の大気中から電気を集めて取り除くのだ。

[大気中に存在する、雷にならない程度の比較的低圧の静電気を回収して電力として利用する技術を大気電流発電と呼び、日本では金沢工大の饗庭貢教授が研究を行なっている。
饗庭教授の研究では、雷雲が近づくたびに地表との間に流れる大気電流と、雷放電後の続流と呼ばれる弱い電流を蓄える仕組み。具体的には、地上5m以上に設置した数10メートル程度の避雷針を用い、大気中の500V以下の低圧の静電気を電気二重層キャパシタに回収し電力として利用する。雷を引き起こす500V以上の静電気は地中に逃がすため、落雷防止にも利用できる。

高さ65メートルの避雷針を用いた観測では、雷が多い冬の1カ月で105回の電流が計測され、推定400キロワット時の電気量が可能。一般家庭の月間平均電気使用量は約340キロワット時とされるため、一世帯で必要な電気がほぼまかなえる計算になるという。

雷の専門家として知られる饗庭教授は、1977年から、ピアノ線をつ けた超小型ロケットを雷雲の中に打ち上げる実験を始め、ピアノ線の端に放電電極を取り付け、雷の電気で水を温める「雷温水器」の開発にも成功している]

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[目次]
I部:世界システム=私の履歴書

第1章:天才発明家はこんな少年だった
第2章:私が体験した奇妙な現象
第3章:回転磁界という大発見
第4章:テスラコイル=ラジオやテレビの基本原理
第5章:史上初の世界システム
第6章:この世界を地獄にしないための発明
II部:フリーエネルギー=真空中の宇宙

第1章:人類が絶対的エネルギーを手に入れるための3つの方法
第2章:いかにして人類エネルギーを増大させるか
第3章:いかにして人類エネルギーの増加を阻害する力を弱体化させるか
第4章:いかにして人類エネルギーの増加を促進する力を増大させるか
posted by らかん at 09:21| Comment(0) | テクノロジーと災害

2015年08月18日

電気を送るのもワイヤレス

それ程遠くは無い、いつの日にか、電気も無線送電の時代が到来します。技術革新は日進月歩。でもその実験の過程には、想像も出来ない多くの災害が生じるのでは・・と不安も多いです。以下は今年3月の記事です。

電気を送るのもワイヤレス 三菱重工が実験成功


 三菱重工業は12日、電気を無線で送る実験に成功したと発表した。10キロワットの電力をマイクロ波に変換し、500メートル先に届けることができた。電力規模は最大で、距離も最長となる。交通インフラや洋上風力発電など、活用が見込まれる分野は多く、「無線送電」の5年後の実用化をめざす。夢の「宇宙太陽光発電」への一歩としても期待が膨らむ。

 神戸港に面した三菱重工の神戸造船所(神戸市)。岸壁沿いに2枚の大型パネルが向かい合って設置された。高さ13メートル、幅8メートルで、その距離は500メートル。ひとつは送電パネル、もう一方は受電パネルだ。人の目には見えないが電力が空間を走り、受電パネルにつないだランプが点灯した。

 三菱重工が2月24日に実施した無線送電の実証試験の風景だ。電線がなくても電気を送れるのがミソ。500メートルの送電は従来の10倍近い。三菱重工は「幅広く産業用に応用する」(宇宙利用推進室の松本浩明室長)。

 例えば電動カートの充電では、ケーブルをつなぐといったわずらわしさがなくなる。洋上風力で得た電気を陸上に送ったり、災害発生時に停電して孤立した集落に電気を送ったりということも想定する。

 様々なものをネットにつなぐインターネット・オブ・シングス(IoT)時代の本格到来で、無線送電には経済産業省も注目している。特にインフラ管理への関心は高い。老朽化などトンネル内の状況を把握するセンサーの電源を確保するため送電機をつけた車を走らせるアイデアを持つ。経産省は「一つ一つに電源を設置するとコストがかかる。無線送電の技術は産業応用の幅が広い」と期待する。

 無線送電のカギとなるのが制御技術で、三菱重工は狙った場所に電気を送る高い精度にもメドをつけた。軸となるマイクロ波についても、実験では一般の電子レンジと同様の発振器を利用するなどコストを抑えた。

 ただ、実用化にはさらにコストを現状の半分程度にする必要があるとみている。三菱重工は「5年後の実用化をめざす」(宇宙利用推進室の安間健一主席)と、早期の立ち上げに自信をみせる。多くの社会インフラ関連ビジネスを三菱重工は手掛けており、無線送電は事業拡充の大きな武器となりそうだ。

 目先の用途の次に、壮大な計画として期待が膨らむのが無線送電技術を活用した宇宙太陽光発電だ。宇宙航空研究開発機構(JAXA)三菱重工など民間が共同で取り組む。宇宙空間に建設した2キロ四方のパネルで太陽光を受けて発電し、地上の受電施設に送る。天候に左右されず常に発電でき、経産省は最大で原子力発電所1基分に相当する100万キロワットの発電を見込んでいる。

 「2万5千トンのパネルを運ぶのにロケットを約2500回打ち上げる必要がある」「単純計算で総費用は25兆円」――。現時点ではコスト面の課題が大きいが、経産省などは送電機の小型軽量化に取り組み、2030年代後半までに宇宙空間での実験をめざす。

 無線送電は米中などでも研究開発されているが、技術力では日本が大きく先行しているという。エネルギーの確保、活用方法は産業活性化の重要ポイントで、無線送電に注目が集まっている。(西岡貴司、矢野摂士)

[2015/3/13 日本経済新聞 電子版]

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タグ:無線送電
posted by らかん at 17:19| Comment(0) | テクノロジーと災害