地球に太陽エネルギーを送信する10年の研究プロジェクト、その近況

今回は「地球に太陽エネルギーを送信する10年の研究プロジェクト、その近況」についてご紹介します。

関連ワード (カリフォルニア工科大学、再生可能エネルギー、太陽発電、電力等) についても参考にしながら、ぜひ本記事について議論していってくださいね。

本記事は、TechCrunch様で掲載されている内容を参考にしておりますので、より詳しく内容を知りたい方は、ページ下の元記事リンクより参照ください。


それはまるで、天才詐欺師のアイデアのようだ。彼の悪賢い目標は、世界中に、安くてクリーンなエネルギーを提供することだ。そのために彼は、3キロメートル四方のソーラーアレイを宇宙に打ち上げて、太陽のエネルギーを電力として地表に送る。そのお値段も1億ドル(約110億円)と、大衆SF並だ。でもこれは、Caltech(カリフォルニア工科大学)の実際のプロジェクトで、10年近く1人の寄付者が資金を提供している。

その、宇宙に設置する太陽エネルギープロジェクト(Space-based Solar Power Project、SSPP)は、少なくとも2013年から存在する。その年に、Donald Bren(ドナルド・ブレン)・Brigitte Bren(ブリジット・ブレン)夫妻からの最初の寄付がCaltechに届いた。ドナルド・ブレン氏は不動産開発企業Irvine Companyの会長で、Caltechの理事の1人だが、Popular Science誌で宇宙に置くソーラーを知った彼は、研究プロジェクトと資金提供を申し出た。これまで彼は1億ドル以上をこのプロジェクトに注ぎ込んでいる。資金源は長年、匿名とされてきたが、今週、Caltechがそれを公表した。

このアイデアは、再生可能エネルギーが抱える現状の制約から、当然のように生まれたものだ。太陽エネルギーは地表に遍在するが、天候や季節や時刻に影響を受ける。どんなに理想的な環境に置いても、すべての時間にフル能力で動き続けるソーラーパネルは存在しない。つまり、電力としてのエネルギーをスマートグリッドにどうやって保存し送電するかという問題になってくる。地球上に置いたソーラーパネルは、どれもその制約がある。

しかしソーラーパネルを軌道上に置けば、ほとんど全時間、太陽の100%の光に当てることができるかもしれない。さらにそのエネルギーは、惑星を保護している大気層や磁気圏で減衰することなく得ることができるだろう。

SSPPが作った最新のプロトタイプ。太陽光を集めてそのエネルギーをマイクロ波の周波数で送る(画像クレジット:Caltech)

Caltechのプレスリリースで、SSPPの研究者であるHarry Atwater(ハリー・アトウォーター)氏は「この野心的なプロジェクトは、この断続性とエネルギー貯蔵の必要性を克服する地球のための大規模な太陽エネルギーの収穫に向けた変革的なアプローチです」と述べている。

もちろん、こんなことをする価値があるほどの、十分な量のエネルギーを集める必要があるし、エネルギーが上に述べた保護層で減衰せずに地表に届く方法も必要だ。もちろん、途中でやけどや火災が発生する方法では困る。

これまでの10年間でこれらの基本的な問題は体系的に検討されたと思われるが、チームは、ブレン氏の支援がなければこのプロジェクトはなかったと明言している。補助金や助成金を探し回ったり、卒業生からの引き継ぎをやったりしていれば、とてもプロジェクトの継続はできなかっただろう。しかし、こちらは資金が安定しているため長期の研究者を雇うことができたしし、いろいろな初期的問題でプロジェクトが頓挫することもなかった。

同グループがこれまでに発表した研究論文やプロトタイプは、ここに見るように数十件にものぼる。その中には、従来品に比べて桁違いに軽い太陽熱収集機 / 送信機(コレクター / トランスミッター)もあり、最初のテスト衛星を宇宙に打ち上げる日も遠くないという。

プロジェクトの共同ディレクターAli Hajimiri(アリ・ハジミリ)氏は、TechCrunchの取材に対して次のように述べている。「打ち上げは2023年の第1四半期を予定しています。打ち上げには、このプロジェクトには、遠距離でのワイヤレス電力伝送、軽量で可撓性のある太陽光発電、フレキシブルに展開可能な宇宙構造物などの主要技術を宇宙で検証するための複数のデモ機が含まれています」。

上図のようなタイルを結合して起電子体の列を作り発電用の宇宙船にし、さらに宇宙船をアレイ状にしていく(画像クレジット:Caltech)

それは6フィート四方ぐらいの小さなテストになると思われるが、そのビジョンは大きい、現在宇宙に存在するどのようなものよりも大きいだろう。

「最終的なシステムは複数の展開可能なモジュールの近接編隊になり、お互いに同期して稼動します。1つのモジュールは一辺が数十メートルで、今後モジュールをもっと加えていくことによってシステムは大きくなります」とハジミリ氏はいう。

画像クレジット:Caltech

このコンセプトでは、最終的にでき上がる構造体は一辺が5〜6平方キロメートルになる。しかし地球からうんと遠いため、巨大な六角形が惑星を隠すことはない。エネルギーは電力として、方向制御可能な一定方向のマイクロ波で地上の受信機にワイヤレスで送られる。このような構造体が複数、軌道にあれば、地上のどんな場所でもエネルギーをフルタイムで送ることができる。

以上はあくまでもビジョンであり、実用化までには多くの年月を要するだろう。しかし、これをたった1つの野心的なプロジェクトとか、大げさな目標と呼ぶのは間違いだ。ソーラーを宇宙に設置するというこの考え方から、太陽電池の進歩や、宇宙に置く可撓性構造体、送電のワイヤレス化などの技術が生まれ、それぞれを他の分野でも利用できる。ビジョンがSF的であっても、科学の進歩は堅実だ。

そしてブレン氏自身は、重要だけれど他の人たちが取り組まないタスクに、自分が初球を投げただけで、満足しているようだ。

「これまでの私は、宇宙における太陽エネルギー開発とその応用を、長年研究している学生でした。Caltechで世界クラスの科学者たちを支援する私の関心は、太陽の自然エネルギーを誰もが利用できるための装備があり得るという、私の信念に裏打ちされています」とブレン氏はCaltechに述べている。

打ち上げ間近になったら、SSPPをもう一度取材しよう。

画像クレジット:Caltech


【原文】

It sounds like a plan concocted by a supervillain, if that villain’s dastardly end was to provide cheap, clean power all over the world: launch a set of three-kilometer-wide solar arrays that beam the sun’s energy to the surface of the Earth. Even the price tag seems gleaned from pop fiction: one hundred million dollars. But this is a real project at Caltech, funded for a nearly a decade largely by a single donor.

The Space-based Solar Power Project has been underway since at least 2013, when the first donation from Donald and Brigitte Bren came through. Donald Bren is the chairman of Irvine Company and on the Caltech board of trustees, and after hearing about the idea of space-based solar in Popular Science, he proposed to fund a research project at the university — and since then has given more than $100 million for the purpose. The source of the funds has been kept anonymous until this week, when Caltech made it public.

The idea emerges naturally from the current limitations of renewable energy. Solar power is ubiquitous on the surface, but of course highly dependent on the weather, season and time of day. No solar panel, even in ideal circumstances, can work at full capacity all the time, and so the problem becomes one of transferring and storing energy in a smart grid. No solar panel on Earth, that is.

A solar panel in orbit, however, may be exposed to the full light of the sun nearly all the time, and with none of the reduction in its power that comes from that light passing through the planet’s protective atmosphere and magnetosphere.

The latest prototype created by the SSPP, which collects sunlight and transmits it over microwave frequency. Image Credits: Caltech

“This ambitious project is a transformative approach to large-scale solar energy harvesting for the Earth that overcomes this intermittency and the need for energy storage,” said SSPP researcher Harry Atwater in the Caltech release.

Of course, you would need to collect enough energy that it’s worth doing in the first place, and you need a way to beam that energy down to the surface in a way that doesn’t lose most of it to the aforementioned protective layers but also doesn’t fry anything passing through its path.

These fundamental questions have been looked at systematically for the last decade, and the team is clear that without Bren’s support, this project wouldn’t have been possible. Attempting to do the work while scrounging for grants and rotating through grad students might have prevented its being done at all, but the steady funding meant they could hire long-term researchers and overcome early obstacles that might have stymied them otherwise.

The group has produced dozens of published studies and prototypes (which you can peruse here), including the lightest solar collector-transmitter made by an order of magnitude, and is now on the verge of launching its first space-based test satellite.

“[Launch] is currently expected to be Q1 2023,” co-director of the project Ali Hajimiri told TechCrunch. “It involves several demonstrators for space verification of key technologies involved in the effort, namely, wireless power transfer at distance, lightweight flexible photovoltaics and flexible deployable space structures.”

Diagram showing how tiles like the one above could be joined together to form strips, then spacecraft, then arrays of spacecraft. Image Credits: Caltech

These will be small-scale tests (about six feet across), but the vision is for something rather larger. Bigger than anything currently in space, in fact.

“The final system is envisioned to consist of multiple deployable modules in close formation flight and operating in synchronization with one another,” Hajimiri said. “Each module is several tens of meters on the side and the system can be built up by adding more modules over time.”

Image Credits: Caltech

Eventually the concept calls for a structure perhaps as large as 5-6 kilometers across. Don’t worry — it would be far enough out from Earth that you wouldn’t see a giant hexagon blocking out the stars. Power would be sent to receivers on the surface using directed, steerable microwave transmission. A few of these in orbit could beam power to any location on the planet full time.

Of course that is the vision, which is many, many years out if it is to take place at all. But don’t make the mistake of thinking of this as having that single ambitious, one might even say grandiose, goal. The pursuit of this idea has produced advances in solar cells, flexible space-based structures and wireless power transfer, each of which can be applied in other areas. The vision may be the stuff of science fiction, but the science is progressing in a very grounded way.

For his part, Bren seems to be happy just to advance the ball on what he considers an important task that might not otherwise have been attempted at all.

“I have been a student researching the possible applications of space-based solar energy for many years,” he told Caltech. “My interest in supporting the world-class scientists at Caltech is driven by my belief in harnessing the natural power of the sun for the benefit of everyone.”

We’ll check back with the SSPP ahead of launch.

(文:Devin Coldewey、翻訳:Hiroshi Iwatani)

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ヤマガタデザイン(山形県鶴岡市)と太陽光発電事業を手掛けるFD(愛知県刈谷市)は7月27日、再生可能エネルギーと教育を組み合わせた新事業に向けて、「街づくり包括連携協定」を締結した。

再生可能エネルギーコネクタ市場 2021詳細な洞察、ビジネス ...

この再生可能エネルギーコネクタ市場レポートには、次のようないくつかの重要な質問に対する回答が含まれています。 • 2021年から2026年までの予測期間に著名なリーダーが占める規模はどのくらいですか? • 予測期間中の再生可能 ...

田村淳の訊きたい放題 Npo法人「国際環境経済研究所」理事 ...

温室ガス、30年度までに「家庭部門」で66%削減…政府原案という読売新聞のニュース。NPO法人「国際環境経済研究所」理事という肩書で出演した竹内純子は、わずか8年後までの目標にも関わらず、「政府に具体案がないことは責められない」と耳を疑う発言。その後も空港に大規模水素備蓄設備を設置するという問題についても、優先順位を履き違えている、喫緊に解決すべき問題が他にあるという指摘に対しても政府の愚策を支持する発言を連発。「国際環境経済研究所」という組織がNPO法人という立場を隠れ物にした政府の太鼓持ち団体であることは明白である小田急切りつけ男「勝ち組の女を殺してやろうと思った」乗客切り付けで36歳男逮捕小田急線車内、殺人未遂容疑―10人重軽傷・警視庁再生可能エネルギーを主力電源化、脱炭素社会化は出来るか出来ないかではな...田村淳の訊きたい放題NPO法人「国際環境経済研究所」理事竹内純子の呆れた政府擁護を斬る!再生可能エネルギーを主力電源出来るのか8月7日動画

<広報あさか>議会だより(10)(マイ広報紙)広報あさか(埼玉県 ...

<広報あさか>議会だより(10)(マイ広報紙)広報あさか(埼玉県朝霞市)2021年8月号◆議員提出議案1件を審議議案の件名と要旨は、次のとおりです。▽脱炭素を進め、再生可能エ…

Cloudflare、ゼロエミッション・インターネットのための計画を開始

グローバルネットワークの効率性を活かして、再生可能エネルギーを利用したインターネット運用を行い、従来の二酸化炭素排出量をすべて削減します。

中国の大容量送電網、3倍に: 日本経済新聞

中国で大容量の電力を効率的に送る特高圧送電網の建設が急速に進んでいる。国有送電会社の国家電網が管轄する特高圧送電網の総距離は、2020年に約3万6千キロメートル、直近5年間で3倍超に拡大した。再生可能エネルギー発電に適した内陸と、沿岸部の需要地を結ぶ長距離送電網は「新インフラ」

太陽光発電と株式投資の相性を検証 【再生可能エネルギー企業 ...

2020年3月に再生エネルギー企業のレノバを購入し、約1年の保有で15万円ほどの利益が出たことに味を占めて、昨日8月6日にまた手を出し...

<SDGs>SDGs具体案募集 神河町、企業・団体対象に /兵庫 ...

神河町は地球温暖化を防ぎ、再生可能エネルギーを活用して脱炭素につなげる具体案を町内外の企業・団体から募集する。プレゼンテーションなどを経て採用されれば、2022...

SDGs具体案募集 神河町、企業・団体対象に /兵庫 | 毎日新聞

 神河町は地球温暖化を防ぎ、再生可能エネルギーを活用して脱炭素につなげる具体案を町内外の企業・団体から募集する。プレゼンテーションなどを経て採用されれば、2022年度以降事業化する。

サステナブルでモダン。レクタンギュラーデザインのソーラー ...

「SKAGEN」は、再生可能エネルギーの開発に力を注ぐデンマークにインスピレーションを受け、全7型のソーラーウォッチを発売。今秋の新作コレクションは、クラシックなレクタンギュラーケースにミニマルなダイアルデザインで、モダンな雰囲気。日常使いからビジネスシーンでも活躍してくれる、質の高い一本です。

「バイオエタノール関連のおすすめ銘柄2選!」株式投資 ...

バイオエタノールとは、生物に由来する再生可能資源のバイオマスから生成されるエタノールのことを言います。再生できる自然エネルギーという点と、燃焼してもCO2の量を増やさないという点で将来のエネルギー源として期待されていますが、その関連銘柄はどうなって

1000万円越を利回り6%に撃ツッコミした結果がスゴイ! | 給料の9 ...

もうコロナウィルス関連でヤバイ。今は大損しています。ちなみに数百万円レベル。お金返して!!状態が毎日ですね。嫌になります。その中で唯一の平和は、1000万円越えを太陽光インフラ投資法人に突っ込んでるので、配当金が60万円級です。日本再生可能

#キキタイ X 地熱発電 | Hotワード

「HOTワード#キキタイ X 地熱発電」ツイート一覧。アーケードは全て太陽光つけて、高速道路も付けて、とか。 それより日本は地熱発電だと思うんだよ。日本の特性なら。

最新ニュース | Sustainable Japan | 世界のサステナビリティ ...

Sustainable Japanは、サステナビリティ、SDGs、ESG投資に関する世界・日本の動向を伝えるニュースメディア。環境、人権、エネルギーなどの最新情報を毎日更新。

【英語を活かす】プラントオペレーションマネージャー// Power ...

再生可能エネルギー開発企業でのプラントオペレーションマネージャーを募集しております。エネルギー関連分野での業務経験をお持ちの方からの応募お待ちしております。 職務内容: * 発電所の運転効率と収益性を最大化するための策定を策定、運用 * 電所の運転・保守に関する戦略の策定 ...

【Lixil】ショールーム夏期休館について - Npo法人ひょうご安心 ...

遅くなりましたが、関西エリアショールームの夏期休館についてご案内いたします。 休館期間は8月10日(火)~16日(月)兵庫県の3SR(神戸・姫路・神戸EXT)を含む関西全エリア対象です。 尚、ショールーム閉館期間もオンラインショールームはご利用可能ですので、ご利用くださいますよう ...

夏季休業のお知らせ 建築家とつくるデザイナーズセレクト住宅 ...

夏季休業のお知らせ プロミネンスは京都・滋賀で、環境省認定の再生可能エネルギーを導入した快適で省エネ性の高い企画住宅をご提供しています。人気建築家デザイナーが土地のタイプに合わせて500以上のプランを設計。お客様一人ひとりに合わせたご提案と地域に根付いた実績と経験でアフターサービスにも力を入れております。

樹倒損壞電力設備 台鐵豐原至后里站雙向延誤 - 生活 - 自由時報電子報

受熱帶性低氣壓及西南氣流影響,今日全台雨勢不小,連帶衝擊大眾運輸。台鐵公告指出,因樹木倒塌導致電力設備故障,豐原至后里雙下列車延誤,預計9點恢復通車。台鐵公告表示,受路樹倒塌致影響電力設備故障,自6點30分起,豐原站至后里站間南下、北上列車有延誤情形,預計9點恢復。

ガス絶縁電力設備市場 2021詳細な洞察、ビジネスシナリオ|のようなキープレーヤーが含まれています-Crompton ...

ガス絶縁電力設備市場のトップキーベンダーは次のとおりです。:-ABB, Siemens AG, Crompton Greaves, Hyundai Electric & Energy System, Xian XD Switchgear Electric, Meidensha Corporation, Schneider Electric, Larsen & Toubro.

電力会社株式 - gerisoraの日記

ホンダが 55歳以上の社員を対象に募った 早期退職に2000人超が応募した。 国内正社員の約5%に当たる。 電気自動車(EV)シフトを見据え、 担い手となる社員の世代交代を進める。 21世紀は20世紀以上に 電力が欠かせないエネルギーと なるだろう。 電力会社の株価が低いうちに 購入したいと思う。 (日本経済新聞 電子版)

921大地震 - 维基百科,自由的百科全书

中寮超高壓變電所是臺灣電力公司「電力系統總樞紐」,設備塌垮引起北部與南部的電力系統解聯(即隔離成南北各自獨立的電力系統),中北部因電力供應遽降,進而引發電力系統崩潰,鉅工電廠以北電力系統癱瘓,包括核一、核二、協和、深澳、通霄、台中 ...

北陸電力送配電株式会社

管内で発生した停電履歴(24時間前まで)をお知らせしております。

株式会社メディロム|新電力(PPS、小売電気事業者)一覧|エネルギー情報局

小売電気事業者(新電力会社、特定規模電気事業者、PPS)のランキング、比較、シェア、一覧、評判評価、日本卸電力取引所(JEPX)の取引状況等を掲載。

豪雨造成電力設備受損 近4000戶復電還要等等 | 中央社 | NOWnews今日新聞

台電表示,大雨導致路樹倒塌、電力設備受損,多數地區已經陸續復電,目前仍有3945戶停電,須解決交通問題後才能持續搶修。. 中央氣象局今天 ...

日本ユニシスや新電力、物流施設での太陽光発電で協業: 日本経済新聞

日本ユニシスや新電力のエフビットコミュニケーションズ(京都市)などは、物流施設向けの太陽光発電事業で協業する。太陽光パネルを無料で設置し、物流業者から受け取る電気料金と余剰電力の売電で収益を得る。配送などでの二酸化炭素(CO2)排出が課題になっている物流業者を新しい顧客として開拓していく。第1弾として、2021年内に物流大手のセンコーの物流施設(岐阜県羽島市)に年間120万キロワットの発電量の

豪大雨造成南部多地電力設備受損•近4千戶仍待復電 高雄桃源斷橋3個里成孤島•消防局擬雨停後投放物資-生活-HiNet生活誌

(台灣英文新聞/生活組 綜合報導)全台今天(7日) 受到熱帶性低氣壓及西南氣流影響,多縣市降下豪大雨。台電表示,大雨導致路樹倒塌、電力設備受損,多數地區已經陸續復電,目前仍有3945戶停電,須解決交通...

日本の経済 - Wikipedia

電力業は、第二次世界大戦前に国家総動員の名のもとに政府が電力を統制下に置くなか、日本発送電株式会社が設立され独占して電気を供給していたが、戦後「電力の鬼」と呼ばれた松永安左エ門主導のもと1951年に地域独占を認めた9電力体制(北海道電力 ...

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ドラえもん 【眠って発電!のび太電力】【きもだめしめがね】 放送日時 2021年8月7日(土) 17:00 ~ 17:30 番組概要 のび太の昼寝が世界を救う!?『眠って発電!のび太電力』何でもこわいものに見えたら!?『きもだめしめがね』

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COMMENTS


56240:
2021-08-08 22:20

(M)マサチューセッツ工科大学 (A) アムステルダム大学 (R) ローマ・サピエンツァ大学 (C)カリフォルニア工科大学 (H)ハーバード大学

56245:
2021-08-08 19:40

カリフォルニア工科大学(Caltech)は宇宙太陽光発電のプロジェクトに1億ドル出すとのこと。これまでは現実的ではないとみられてきたSBSSだが、打ち上げ費用が低下したことで可能性が出てきたとみているようだ。そんなに簡単な話ではないと思うが…。 htt…

56244:
2021-08-08 19:38

【シェルドン・クーパー】:カリフォルニア工科大学の物理学博士。専門はひも理論。IQ187。テキサス出身で、小学校に5年生、11歳で大学に飛び入学した。さらにそのあとドイツに留学し、ツイスター理論を研究していた16歳の時に博士号を取得。双子の妹がいる。レナードのルームメイト。

56239:
2021-08-08 17:18

ほかには「CaltechのSLキャンパスが、研究、教育、交流用スペースとして大学、研究所などに無料貸与されます」カリフォルニア工科大学のSLキャンパスを利用するための条件を書きました。

56243:
2021-08-08 07:56

カリフォルニア工科大学志望です

56241:
2021-08-08 07:09

名古屋市民?‍?‍?‍??‍?‍?‍??‍?‍?‍??‍?‍?‍??‍?‍?‍??‍?‍?‍??‍?‍?‍? 「河村たかしは 日本版??ミシェル・ロティート??みたい」 ? 日本国民?‍?‍?‍?…

56242:
2021-08-08 05:09

ボルチモア教授は1975年にRNAからDNAへの逆転写を触媒する酵素の発見でノーベル生理学・医学賞を受賞しており、現在もカリフォルニア工科大学の特別栄誉教授として研究を続けています。

56238:
2021-08-08 02:43

ボルチモア教授は1975年にRNAからDNAへの逆転写を触媒する酵素の発見でノーベル生理学・医学賞を受賞しており、現在もカリフォルニア工科大学の特別栄誉教授として研究を続けています。

56237:
2021-08-08 00:38

カリフォルニア工科大学いくかー

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