地球温暖化の抑制、エネルギーのクリーン化はこれからの重要な課題です。
この問題の解決の大きく期待されているのが太陽エネルギーです。
この 太陽エネルギー について インターネットで調べ 簡単な実験をして
太陽エネルギーの大きさを調べてみることにしました。
太陽から放出されるエネルギーは非常に大きく、
毎秒９×１０^10兆キロカロリーと言う
見当もつかない膨大なエネルギーが放出されているそうです。
地球まで届いている太陽エネルギーはこのうちのわずか約２０億分の一
になるそうですが、この量は全地球で消費する１年分エネルギー
をわずか 1時間 以内でまかなう毎秒４２兆キロカロリーという膨大なエネルギー
になるそうです。
もし、このエネルギーをもっと利用 できれば、原子力や火力なども
いらないことになります。
太陽エネルギーの利用方法には大きく分けて、
太陽熱の直接利用と太陽電池で電気に変換する利用がありますが
どれも原子力や火力に比べるとまだまだ多くはありません。
どうして、この膨大なエネルギーが利用が進まないのかもう少し
調べて見ました。
空気に吸収されたり、宇宙へ反射したりする
エネルギーを除くと、地表にとどくのは、地球まで届いている太陽エネルギー
の70%程度です。 これが地球上にまんべんなく配られるので、
実際地表におけるエネルギーは平方メートル
あたり、およそ １キロワット になるそうです。
太陽エネルギーを調べる実験
5種類のペットボトルを用意して、温度上昇を調べて見ました。
|
 |
黒く塗ったペットボトルを
透明のペットボトルに入れラップで
空気の流れを抑えた二重構造のもの、
|
 |
白く塗ったもの、 |
 |
透明なもの |
 |
黒のつやありとつやけし | |
|
黒、透明のペットボトルでは
図に見られるように、気温に近い水が 1度 上昇するのに xxx分
かかりました。 その後は、ペットボトルの種類によってことなり
二重構造のものがもっとも高い水温 61度を記録しました。
白く塗られたペットボトルは温度上昇もゆるやかで達する温度の
最低でした。
このペットボトルの直径は7cm で 長さはおよそ 14cm で容積は
500ccです。
ほぼ円筒上とすると、太陽の光を直角に受けている面積は、
7cm*14cm=98cm*cm およそ 100平方センチメートル 0.01平方メートル
になります。
緑：二重構造のものペットボトル
黄：黒のつや消しペットボトル
橙：黒のつやありペットボトル
茶：透明ペットボトル
青：白ペットボトル
赤は気温
１キロワット/平方メートルから換算するとペットボトル(0.01平方メート)
は 10ワット程度になります。
また、１キロワットは、1ジュウル であり、239カロリー/秒であること
を用いると
10ワットは、約 2.39カロリー/秒 = 143 カロリー/ 分 となる。
500ccのペットボトルに143 カロリー/ 分 のエネルギーが入ってくるので
エネルギーが逃げなければ、 1分あたり
143/500 =0.286 およそ 0.3度上昇することになります。
| 