Share with               今日の世界は日に日に「再生可能エネルギー」に注目しており化石燃料から変換された従来のエネルギーの代わりに再生可能エネルギーを使用する試みが数多行なわれている。化石燃料からエネルギーを得るための変換プロセスは地球温暖化問題の原因となっている可能性がある。タイの場合広く使われている再生可能エネルギーは「太陽エネルギー」だ。一般的には我々は太陽エネルギーを使って発電する事を考るが太陽エネルギーは冷凍システムの駆動にも使用可能なので有る。これは太陽エネルギーを利用して発電し、そしてその変換された電力を使用して冷凍システムを駆動するような話ではない。これは太陽エネルギーによって直接電力を供給できる冷凍システムについての話である。この記事で言及されている冷凍システムは「吸収冷凍システム」だ。 太陽エネルギーで駆動する吸収冷凍システム                図1は太陽光発電の吸収式冷凍システムの概略図である。冷媒として水を使用する（1-2-3-4）。冷媒は冷却塔で発生した冷却水に熱（Qc）を放出し、凝縮器（1-2）で凝縮して飽和液となる。液体冷媒は膨張弁（2-3）を通って流れ液体冷媒の段階で蒸発器に入る前に混合物に変わる。冷凍は蒸発器で行われる。冷媒の段階で徐々に飽和蒸気に変わり蒸発器から出て行く。冷媒は吸収剤（アンモニアまたは臭化リチウム）と連動し、溶液として混合される。 強力な溶液が発電機から流れ出て膨張槽（8-9-10）を通過。これにより強い溶液の濃度を一定に保ちながら圧力と温度を下げる事が可能。次に強い溶液が吸収器に入りそこで蒸発器からの蒸気冷媒が強力な溶液によって吸収される。これにより協力な溶液の濃度が下がり弱体化した溶液になる。吸収過程では化学反応である程度の熱が発生。吸収体の温度を維持するために化学反応によって生成された過剰な熱は冷却塔から冷却水に放出される。そして弱体化された溶液が熱交換器（5-6-7）にポンプで送られる。これによりジェネレーター（8-9）からの強力な溶液の温度が低下する一方弱体かされた溶液の温度は上昇。発電機と吸収器の間に熱交換器を設置すると発電機で使用されるエネルギーが減少するためシステムの性能係数（COP）が向上して熱交換器のないシステムよりも低くなる。このシステムの太陽エネルギーの利用は発電機で行われる。発電機は主に二つの部分で構成される放物面トラフコレクターで動作する。一つ目は放物面トラフ反射鏡（コンセントレーター）だ。二つ目は放物面トラフ反射鏡から熱エネルギーを吸収するために使用される真空管レシーバー。放物面トラフコレクターの動作原理を図2に示す。レシーバーチューブ内に含まれる伝熱流体は最高動作温度が400°CのテルミノールVP-1。テルミノールVP-1は太陽光から熱エネルギーを吸収してテルミノールVP-1の温度が上昇。その後貯蔵タンクで蒸気を生成するために使用され、その蒸気は吸収式冷凍システムの発電機の熱エネルギーとして使用。今日タイの幾つかの商業ビルは既に太陽エネルギーによって駆動される吸収冷凍システムを使用している。但しシステムで使用される太陽エネルギーレシーバーは放物面トラフコレクターよりも効率が低い平板ソーラーコレクターだ。 Article by: Pornphimol Winyuchakrit (Ph.D.)

Share withArticle by: Pornphimol Winyuchakrit (Ph.D.) & MEGA Tech エネルギー環境およびに素材学院キングモンクット工業大学トンブリ校（ＫＭＵＴＴ） 今日、モーターは産業および商業ビルの主要な電気エネルギー消費機器です。モーター効率の測定は往々にして動作条件下におけるエネルギー消費と機械的出力の観察で行なわれます。実際には正確な効率測定は事実上試験所内に限られるでしょう。従って実際の現場における機械的出力効率の測定は困難なのです。現在、現場でのモーター効率の測定即ち推定は誤差のある方法で行なわれています。これのやり方はモーターがまだ良好な状態にあるという誤解に繋がるだけに留まらずより多くのエネルギー消費の費用を発生させる可能性があります。更にこれはまた本来あるべき推進運動効率の改善を妨げる事にもなります。 現場におけるオンサイト測定が可能な場合、メンテチームはモーター効率を把握し、交換または高効率モーターの使用場合の費用対効果の評価が可能です。2018年にタイ科学研究革新（TSRI）はKMUTT研究ユニットの一つであるEnConLabに資金提供し、Webベースのモーター効率評価プログラムであるMotorEFFを設立しました。これでプログラムはオンライン上で試用可能となりました。 モーターＥＦＦシステムとは？ モーターＥＦＦはモーター効率の評価をするためのオンラインシステムまたはプログラムです。ユーザーは、モーターの動作パラメーターを測定してスマートフォンやタブレットを介してシステムに入力したりセンサーボックスを導入してリアルタイムデータを自動的に送信したりできるのです。サーバーは効率値を分析しデータを表示してデータベースに記録します。ユーザーはインターネット経由でログインして記録されたデータのモニタリングが可能です。 解析方法においてモーターＥＦＦは2つの作動点（P、I、V）、その回転速度そして固定子抵抗を利用して最適化手法によってモーターの最も適切な電気的パラメーターを見つけます。このソリューションでプログラムはこれらの作動点におけるモーター効率が計算できるのです。 モーターＥＦＦプログラムの利用方法は？ ユーザーは計算モードとして3つのモードでモーターＥＦＦの利用が可能：ユーザーはWebサイトに直接アクセスして「計算」を開き、必要なデータを入力するとプログラムはそれらの入力の効率値を評価します。結果は記録されません。 手動ログブックモード：ユーザーは機器を使用して電気データ、速度、固定子抵抗を測定し、スマートフォンを介してこれらのデータを入力。プログラムは効率を評価し、それをユーザーのデータベースに記録します。 自動ログブックモード：ユーザーはパワーボックスとスピードボックスをインストールして、期間ごとに動作データを測定しなくてはなりません。プログラムは定期的に効率を評価し、それをユーザーのデータベースに記録します。 モーターＥＦＦは以下の性能も兼ね備えている　　 モーターのデータベースおよびにスピードアクセスのためのQRコードの作成。 全体およびにトレンドモニタリング用のダッシュボードを作成。 以前の分析データを記録し過去の傾向を表示。 負荷の低すぎ時、効率の低すぎ時などのアラーム条件の設定。 高効率モーター交換時における節約額と回収期間の評価。 モーターＥＦＦのトライ方法は？ モーターＥＦＦはテスト段階に在るのでモーターを所有していてその効率のモニターを希望する方々は我々のプログラムに参加してテストする事が可能です。ユーザーが計算モードまたは手動logbbokモードで使用する場合には無料サービスですが自動モードの場合はパワーボックスとスピードボックスに多少のコストが掛かります。モーターＥＦＦに興味のある方は「http://www.motoreff.com」にてお問い合わせください。　

Share withArticle by: Pornphimol Winyuchakrit (Ph.D.) & MEGA Tech 国連気候変動枠組条約（UNFCCC）に提出された最新の報告書「第3次隔年更新報告書（BUR3）」によると、国の排出量インベントリは、エネルギー、産業プロセス・製品用途（IPPU）、農林その他の土地利用（AFOLU）、廃棄物の4つの分野に分類されている。 2016年、タイは354 Mt CO2eqを排出した。エネルギー分野が最大の排出源であり、その排出量はタイの全排出量の約71.65％を占めている。エネルギー分野には、エネルギー産業、製造業、輸送、住宅、建築物の5つの主要なカテゴリーがある。エネルギー分野の排出量は、エネルギー産業、製造業、運輸業、住宅、建築物の5つのカテゴリーで構成されており、エネルギー産業と製造業のみが、エネルギー分野からの排出量の約62.37％を占めている（図1参照）。 Fig. 1 GHG emissions from the Energy sector of Thailand in 2016 カーボンニュートラル」とは？ 「カーボンニュートラル」とは、大気中の炭素排出量と削減量のバランスをとりながら、「正味の炭素排出量ゼロを達成すること」を意味する（図２参照）。省エネルギーは、一般的にはエネルギー使用量の管理や高効率なエネルギー機器への移行など、多くの行動で行うことができるが、いずれの行動も温室効果ガスの排出量を大きく削減することができる。いずれの行動も温室効果ガスの排出量を大幅に削減することができるが、やはり燃焼した化石燃料（石炭、石油、液化石油ガスなど）から放出される排出量は削減量よりも多くなる。これらは「正味の炭素排出量ゼロ」にはつながらない。 タイ政府は、電力と熱源の両方で再生可能エネルギー（RE）の利用を推進している。再生可能エネルギーの燃焼による二酸化炭素の放出は、「生物起源二酸化炭素」と呼ばれている樹木の呼吸過程で再吸収されるため「ゼロ」と考えられているが、他の温室効果ガスであるメタンや亜酸化窒素は大気中に放出されていることはよく知られている。 Fig. 2 Balance of carbon emissions and reductions カーボンニュートラル産業」に向けて、CCUSはどのような役割を果たしているのか? 海外での実用化が始まっている余剰炭素管理の一つの選択肢として、炭素回収・利用・貯留（CCUS）技術の利用が挙げられる。化石燃料の燃焼過程で放出された余剰炭素を回収・輸送し、石油や天然ガスの井戸など地下の大規模な天然貯留層に貯留する。これまで使用していた化石燃料に代わって貯蔵される。IEAは、2019年以降、肥料製造、鉄・水素製造、天然ガス製造で稼働している16の大型CCUSは、 年間30 Mt CO2以上の炭素を取り込む可能性があると報告している。IEAはまた、CCUSは炭素排出量を削減するために最も費用対効果の高いものの一つであると主張している。炭素除去のコストは、二酸化炭素1トンあたり約15～25米ドル。 グローバル社会の一員であるタイは、世界的に「カーボンニュートラル」の方向性を否定することはできない。そのため、技術を獲得できる可能性のあるセメント、鉄鋼、化学などの産業は、持続的にグローバル競争に参入するための能力を開発するための組織の準備をしておくべきである。 [1] Ministry of Natural Resources and Environment, Thailand Third Biennial Update Report, Retrieved […]

Share withArticle by: Pornphimol Winyuchakrit (Ph.D.) 現在、世界の深刻な疫病の1つである「COVID-19」パンデミックを知らない者はいない。このパンデミックは2019年後半に始まり、2020年初頭から広く拡大し、激化している。拡大のリスク範囲を食止めるために各国はロックダウンを実施している。間違いなく、この措置はパンデミックの拡大を大幅に減らす事ができが、それはまた経済を始め再生可能エネルギー（RE）技術の開発の大幅な縮小を引き起こしている。 COVID-19パンデミックは、RE技術の投資と拡大に多大な影響を及ぼす。この事は当然ながら気候変動への取り組事を目的とした国際条約であるパリ協定での取決め事項である、「世界の平均気温上昇を産業革命以前のレベルと比較して摂氏2度未満に制限する」という将来の努力を妨げる事は間違いないであろう。 エリアロックダウンと社会的距離の実施は、特に航空輸送業は旅行需要の減少に見まわれ経済活動の縮小につながる。2020年にはエネルギー需要が6％以上減少すると予想されている。更に、国際エネルギー機関（IEA）は、GHG排出レベルが今年は約8％減少すると予測している。これは、2010年以来の最低の減少である。 REからの発電のシェアは、2020年の第1四半期の世界の発電量の約28％であった。2019年同時期比で26％から増加した（図1を参照）。IEAは、REからの発電量の伸びは、経済の縮小により今年は低下すると予測している。更に運輸部門のバイオ燃料生産は今年約13パーセント減少すると予想されている。産業におけるREからの熱生産も、生産量の減少により縮小した。但し、REプロジェクトの拡大は来年から再開される予定だ。太陽光発電への投資や家庭への屋上設置は、政府の支援がなければその開始は遅れるであろう。 パンデミックが蔓延している時期に活動が減少すればエネルギー消費量とGHG排出量が減少し、REへの投資が急速に減少するが、それは一過性であろう。化石源の価格と競争出来うるRE技術価格の急激な下落は、今後のタイのクリーンエネルギー開発の機会の重要な推進力となる。 [1] International Energy Agency (IEA): CO2 emissions: Short-term shock does not guarantee sustained decline, IEA, https://www.iea.org/articles/the-impact-of-the-covid-19-crisis-on-clean-energy-progress (2020) [2] International Energy Agency (IEA): Renewable electricity capacity additions, 2007-2021, updated IEA forecast, IEA, https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/renewable-electricity-capacity-additions-2007-2021-updated-iea-forecast (2020)

Share withArticle by: Pachern Jansa (Asst.Prof.), School of Engineering, Sripatum University 電磁結合によるワイヤレス電力伝送（WPT）の概念は、ニコラ・テスラ（1891）の先駆的な研究で述べられている。伝導（またはワイヤレス）充電（WC）とは、ユーザーが車両/デバイスをケーブルで充電ポイントに接続する事なしにバッテリーを充電する方法だ。電気自動車のワイヤレス充電（EVWC）テクノロジーは、図1に示すように、電磁場を使用してEVと充電パッドの間の小さなギャップにエネルギーを伝達することにより、磁気インダクタンスと磁気共鳴の原理に基づいて動作する。 EVWC分野には、WiTricity、Qualcomm、Conductix-Wampfler、Bombardier、EVWireless、Momentum Dynamics等をはじめに主要な企業が幾つかある。WiTricityは、マサチューセッツ工科大学発祥のマサチューセッツ州ウォータータウンの新興企業だ。同社の商品化されたEVWC技術には、強力に結合された磁気共鳴を介してWPTで動作する受信機と送信機の充電パッドが含まれる。図2（a）に示すように、受信機パッドは車の下部に取り付けられ、送信機パッドはガレージの床にまたは舗装された駐車場に埋め込まれる。クアルコムのHaloグループは、オークランド大学と共同で固定式WCパッドを開発した。同社の特許取得済みの「ダブルD」磁気分極パッド（図2（b））は、円形パッド（図2（c））と比較して2倍の電力をより効率良く供給できる独自の配置であるとの事で有る。Conductix-Wampflerの誘導ＷＣシステムは、過去10年間、イタリアのトリノの電気バスですでに稼働している。同社のシステムは、道路に設置される一次（固定）側と二次（車両）側で構成されている。ボンバルディアのPRIMOVEシステムは、バス、自動車、さらには軽鉄道システムの静的充電およびに動的充電の何れでもそれら車両のニーズに対応できる。 同社のシステムは現在、ドイツのブラウンシュヴァイクの公共交通機関のバスで使用されている。EVWirelessは、パルス伝送ナノコンポジット磁気結合（PTNMC）技術を使用するEVワイヤレス充電器を開発し、これにより、電気エネルギーを高電圧および高周波数で断続的に高効率供給する事ができる。Momentum Dynamicsは、エネルギー供給業者がシステムを使用してEVを充電する人々から使用料金を徴収する事を可能にするソフトウェアを開発した。Momentum Dynamicsのシステムは現在、SmithEVの一部のFedExトラックに搭載されている。HEVO Powerは、静的および動的WCゾーンを手掛けるもう一つの企業だ。同社のシステムは、オープンパーキングゾーンを見つけ、ドライバーが地上の発電所を車のレシーバーに合わせる事の出来る独自のスマートフォンアプリを使用している。表1は、商用化されたEVWCテクノロジーとその仕様をまとめたものだ。 Table 1: EVWC Companies 電気自動車のワイヤレス充電技術は、韓国科学技術院（KAIST）、ユタ州立大学、オークリッジ国立研究所（ORNL）、東京大学、オークランド大学、摂南大学などの国際的な研究機関や大学によって研究され続けている。大学、東光大学、埼玉大学及びにブリティッシュコロンビア大学。表2には、上記で触れた調査作業と、開発した各システムの様々な仕様のリストが含まれている。 Table 2: EVWC Research EVWC技術は電気自動車に適用することが可能であり、WCシステムの効率は従来の有線充電よりも約7〜10％程度低い事が分った。しかし、現在販売されている電気自動車の中には、ワイヤレス充電システムが搭載されているものが幾つかある事は明らかだ。そして、ワイヤレス充電システムの機能を備えた充電ステーションを開発する事は必要なのだ。ＷＣシステムの安全性と規制はまだ始まったばかりだ。2017年、Society of Automotive Engineers（SAE）は、最大11kWの電力の転送を可能にするEVのワイヤレス充電規格を市場投入した。また、China Electricity Council（CEC）は、WiTricity4によって開発および特許取得された磁気共鳴技術に基づく、電気自動車のワイヤレス充電に関する一連の国内標準を承認、公開した。 EVWCテクノロジーはまだヨチヨチ歩きの段階にあるため標準化の欠如にが問題となっている。ＷＣ技術の成長は、主にEVの成長と充電ステーションインフラの開発に頼るところが大きい。しかし、EVの世界をより良い方向に変える事が出来るかもしれない。 1 IRENA (2019), Innovation outlook: Smart charging for electric vehicles, International Renewable Energy Agency, Abu Dhabi. 2 Taylor M. Fisher et. […]

Share withArticle by:  Panida Thepkhun (Ph.D.), Researcher Thailand Institute of Scientific and Technological Research バイオマスからの再生可能エネルギーはエネルギー安全保障、環境影響緩和目標そして持続可能な開発目標を達成するために化石に基づく資源の代わりに熱と電力生産の燃料として推進されてきました。木材、おがくず、農業廃棄物等のバイオマス資源は現地ベースで安価に入手できます。但し、バイオマスは石炭などの化石燃料に比べてエネルギー密度が低く水分と不安定要素が多くなります。バイオマス特性の制限により石炭と一緒にまたは石炭の代替として使用する前にその特性を改善するための前処理プロセスが必要となります。 植物材料の繊維部分であるリグノセルロースは、ヘミセルロース（20〜40％）、セルロース（40〜60＆）、リグニン（10〜25％）の三つの主要なポリマー成分で構成されています。ヘミセルロースの熱分解温度（TDT）は130 – 260oCですが、セルロースとリグニンはそれぞれ240 – 350oCと280-500oCで分解します。 バイオマスは、ガス化プロセスである熱化学処理プロセスを介してエネルギー生成物に変換できます。要するに H2、CO、CO2およびCH4。 熱分解技術は、液体製品またはバイオオイルの製造に適用されます。 石炭と同様の特性を持つ固体燃料は、炭化または焙焼プロセスによる処理です。 焙焼プロセスとは燃料となる前の物理的・化学的組成のバイオマス改善の一つです。このプロセスは持続時間約10〜30分、酸素がない状態で200〜300℃の温度範囲でバイオマスをゆっくりと加熱することで構成されています。 使用温度範囲により、リグノセルロース中の一部の組成物が分解します。焙焼プロセスには、乾燥、焙焼（焙煎）、冷却という三つの主要なステップがあり、 焙焼バイオマスの特性は以下のように元のバイオマスとは異なります。 1) バイオマスの酸素（O2）と水素（H2）のコンテンツが削除されるため、C / OとC / Hの濃度は高くなります。粉砕性は改善されより効率的な共燃焼システムにつながり、粉砕された焙焼バイオマスはより均一でより小さな粒子サイズになります。 2) 焙焼プロセスは、バイオマスの発熱量とそのエネルギー密度を高めます。 リグノセルロース構造は、プロセス中の温度としてのプロセス中の亀裂です。 一般的に密度は木材種と焙焼プロセスの条件によって異なります。 3) 焙焼されたバイオマスの疎水性挙動はバイオマスO–H結合構造の破壊として焙焼プロセス中に変化します。 従って焙焼されたバイオマスは水分を保持または吸収する事が出来なくなり保管条件の制御が改善され細菌および真菌の攻撃に対してより耐性があり腐敗に対しても耐性があります。 以下の表に示すバイオマス、炭化バイオマス、石炭の比較特性は、焙焼バイオマスの特性が起源バイオマスよりも石炭に似ている事を示しています。商業規模での焙焼技術の開発の課題は発生しますが低コストで製品の適格な特性を維持するための操作条件の制御能力に影響を与えるバイオマスの複雑な特性は保たれます。 焙焼されたバイオマスの価格の上昇は、そのプロセスに関連して高くなります。 焙焼バイオマスの生産コストは従来のバイオマスよりも高いのですが、今日科学者は適切な製品特性、妥当な価格、経済的に実現可能で価値のある投資を約束する技術の開発に取り組んでいます。従って商業的側面ではこの技術に関する知識開発は革新技術の準備を整えてくれるでしょう。

Share withArticle by:  Unnat Pinsopon, Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang. 油圧トランスミッションは、重機械加工から航空飛行制御まで、幅広い産業用途で使用されている。  システム内の動力伝達は図1に示されているように加圧油圧オイルを媒体として伝達される。油圧ポンプは、原動機からの動力を受けて、作動油の流れを作り出す。 オイルはパイプとバルブを通ってアクチュエータに流れ込む。 アクチュエータは最終的に外部負荷に対して電力を供給する。 油圧アクチュエータには2つのタイプがある。1つは直線的に動作するもの（つまり、油圧シリンダー）で、もう1つは角度的に動作する（つまり、油圧モーター）もの。簡単な図（図2）に示すように、油圧シリンダーが伸長している時の動作を考えてみよう。ポンプはシリンダーのヘッドエンド（HE）側に流れを作り出しシリンダーロッドエンド（RE）からのオイルはタンクに戻る。シリンダーピストンの速度（vcyl）は、数式1に示すように、ポンプによって生成される作動油（QP）の流量に依存する。AHEは、HE側のシリンダーピストンの断面積である。 図3は力を加えた状態（摩擦を除く）でのシリンダーピストンの自由体の図である。  数式2は、ピストンの力のバランスを表している。PHEおよびPREは、シリンダーHEおよびREでの油圧。AREはREピストンの断面積で、Fextは外部負荷力である。 シリンダーRE圧力（PRE）の値は、通常、戻りラインの圧力損失を克服するのに十分な大きさであるが、シリンダーHE圧力（PHE）より大幅に低くなる。シリンダーのRE圧力を省くと、シリンダーのHE圧力は、方程式3に示すように外部負荷力に依存する。 ポンプ出口は、シリンダーの延長時にはシリンダーHEに接続される（図2）。因って、ポンプ出口（PP）でのオイルの圧力は、シリンダーHEの圧力に、ポンプ出口とシリンダーHE入口の間の圧力損失を加えたものと等しくなる。圧力損失を無視すると、ポンプ出口の油圧は、シリンダーのHE圧力PP identical PHEとほぼ同等の値である。 油圧ポンプによって供給される動力は、ポンプ出口での油圧（PP）とオイル流量（QP）の産物である。数式1からのQPの値と、式3からのPHEにほぼ等しいPPの値を代入すると、ポンプの出力電力は式4として計算できる。 方程式4は、すべてのロスを無視すると、ポンプから供給される電力は、負荷に供給される電力とほぼ同じになることを示している。「シリンダーのサイズを変更することで消費電力を節約できるのか？」などの質問がエンジニアリングの会話でしばしば出てくるが、数式4がその答えを示している。シリンダーを大型化すると、数式3に因れば動作圧力の値が減少する場合がある事が分かる。しかしながら大きなシリンダー（式1）には大きなオイル流量が必要であるため、大きなポンプが必要である。その一方、シリンダーのサイズを小さくすると、オイルの流量が少なくなるため、ポンプも小さく出来る。 ただし、システムはより高い圧力レベルで動作する事となる。シリンダーのサイズに関係なく、ポンプはほぼ同じ電力を負荷に供給する（数式4）。シリンダーのサイズを変更したり、アクチュエーターのサイズを変更しても、油圧システムの消費電力は変わらないのである。

Share withArticle by: Natthawut Ruangtrakoon, Phd. Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, King Mongkut’s Institute of Technology Ladkrabang               エアコンシステム（A/Cシステム）は大型商業ビルやショッピングモールで使われておりその殆どはウオーターチラーを備えており、これによって冷たい空気を作り出している。この冷たい空気が空調必要スペースに分配されているくである。タイにおいて冷気分配システムは通常は天井の上にあるプレナムに取り付けられたダクトを介して行われる。このタイプの空気分配システムはオーバーヘッドシステムに分類される。このシステムの欠点は冷気が直接それを必要とする人々が居る床から2フィートの高さのゾーンに供給されないという事である。この人々が居るゾーンに冷気が到達する前に部屋の上の方のゾーンを通って行くのである。然るに分配される冷気は部屋の上の方のゾーンに滞留している高温によって幾らかのエネルギーロスが生じる。そして更には部屋の天井に据え付けられている熱を発する照明機器がA/Cのクーリング負荷の原因となる。 オーバーヘッドエアディストリビューションシステム（頭上配空システム）を使ってそこにいる人たちに心地よい空調を提供する場合、供給される冷たい空気は部屋の全てのレベルにおいて熱交換効果を発揮するに充分な温度でなければならない。温度と湿度はそこにいる人たちが気持ち良いと感じられるコンフォートゾーンに適するようにコントロールされなければならない。然るにオーバーヘッドシステムのコンセプトデザインは部屋全体の温度が何所でも同じ温度（フルミックスエアメソッド）になっている様にデザインされていなくてはならない。空気中でも部屋の上の方のゾーンに溜まっている汚染菌や悪臭などのコンタミも供給された空気とミックスしてそこにいる人達に一緒に供給されてしまうのである。よってこの欠点を解決すべく新しい配空システムのアイデアの開発に至ったのである。 床下冷気配分システムまたはUFADは上記で述べた既存のシステムとは別物である。［１］の図1.1と図1.2はオーバーヘッドタイプとUFADタイプとの考え方の違いを示している。これら2システムの違いはA/Cシステムの設置場所の違いであり、この違いが室内の温度の配分の違いにつながる。先にも述べたようにオーバーヘッドシステムの温度の配分は何所も同じである。図1.1にあるようにA/Cオーバーヘッドシステムを使用した部屋の温度の配分は何所も同じで華氏75°F（25℃）である。その一方、UFADを採用した室温の配分は図1.2で示すように幾つかのゾーンに分かれている。人間の心地よさという観点から見れば、人がいるゾーンの温度は75°F (25°C)にコントロールされている。UFADによって分けられているゾーンの温度配分の回路図は図2［2］で示しているように4っのゾーンに分かれている。　 個々のゾーンの温度はそれぞれである。最も温度の低い空気は空気供給プレナムから供給され部屋の高さや密集度合やゾーンによってその温度は上昇していく。最も温度の高い空気は温度調節されるために部屋の上のゾーンに戻る（空気戻りプレナム）。 人のいるゾーンの温度は75°F (25°C)にコントロールされているが、が、上の方のゾーンの温度は77°Fに保たれていても問題はない。このオペレーションは既存の物またはオーバーヘッドシステムとは全く違う。エアコンを使っている室内におけるエネルギー消費と言う観点から言えば、UFADを使った場合のエネルギーの節約はオーバーヘッドシステムのそれより25%-50%である。図1.1と1.2に話を戻すが、もしも人がいるゾーンの温度が75°F (25°C)にコントロールされていたオーバーヘッドシステムの場合、供給されている空気の温度は55°F (12.78°C)　である。しかしながら、UFADで供給された空気の温度はその10°F上もしくは65°F (18.33°C)に合わせる事が出来る。 然るに将来新しく建てられた商業ビルが床下配空システムを採用するのは当然の事であろう。 Source: [1] A. Bhatia, HVAC Overview of Underfloor Air Distribution (UFAD). Continuing Education and Development, Inc. [2] Kai Zhang, Xiaosong Zhang, Shuhong Li, Xing Jin, […]

Share withArticle by: Pornphimol Winyuchakrit (Ph.D.)Sustainable Energy and Low Carbon Research UnitSirindhorn International Institute of Technology, Thammasat University REの技術によるエネルギー生産コストの急速な低減が、エネルギー取引促進の根幹要因になっている。2014年には、風力発電のコストがキロワット時（＄/kWh)当たり0.11ドルで太陽光発電のコストが0.17$/kWhであったが、2017年には、国際再生可能エネルギー機関の発表では、内陸での風力発電および太陽光発電の世界の平均コストは、それぞれ、0.05と0.06$/kWhであった。加えて、風力発電のコストは2020年には 0.04$/kWhになると期待された。 下記の図では、様々なエネルギー資源からのエネルギー消費の時系列的シェアおよびその変遷が示されている。19世紀には石炭が最大のエネルギー資源だったが、その後石油と天然ガスに取って替わられたので、減少していった。それにもかかわらず、最近10年間には、石油と天然ガスの需要が減る一方、RE,特に、風力、水力、および太陽光の需要が急速かつ継続的に増えた。BP社のエネルギー展望によれば、REからのエネルギーの発電量はほかの資源からのものよりも増え方が早い。REからの発電量のシェアは、発電全体の14パーセントになり、太陽光発電は、2015年のレベルに比べて150パーセント伸びると期待されている。 Historical Shares and Changes of Global Energy Resources 上記のような情報に関して、急速なエネルギーの変遷は、世界のエネルギー市場の仕組み、特に、石油会社やガス会社およびそれらの輸出国へのインパクトを与える重要な要素であることがをはっきりと示されている。両者はともに、現状のビジネス構造の維持と破壊への重大な挑戦を受けている。そのことで「このような世界のエネルギーの急速な変化の中で石油事業やガス事業が引き続き生き残るにはどうすべきか？」という疑問が出てくる。それ故に、エネルギー・テクノロジーが変化してゆくパターンを理解することが、将来の事業再構築および投資機会にとって極めて重要になってくる。 一方、エネルギー生産コストの低減は、消費者が生産消費者となる良い機会であり、このようにして、エネルギー・テクノロジーについて全般的に学ぶことは、将来投資の決断をする際の助けになる。

Share withArticle by: Asst.Prof. Yod SukamongkolFaculty of Engineering, Ramkhamheang University 　　　　現在、発電所から電力を供給するために電線は欠かすことができませんが、この電線が電圧低下やショート、電線設置費用が高額であるといった電力供給問題の原因となっています。これらの問題を解決し、コスト削減、電力供給距離の延長、発電所設置制限の低減を実現するため、研究者たちはケーブルを使用せずに電力を供給する方法を開発しています。 　　　　これらの考えは近未来のことのようですが、実は19世紀初頭に電気工学の分野で有名な発明家ニコラス・テスラーが提言しており、アメリカのColorado Springs試験場で無線送電の実験も行いました。しかし、その時代には材料科学や通信手段の面で制限があり、その実験は満足の行く結果とはなりませんでした。それでも、テスラーの業績は、電動歯ブラシや携帯電話など現代の無線送電の原型として応用されています。 変電アンテナ 　　　　無線送電のもう一つの目的は、送電距離を伸ばし、継続させることです。研究者たちは変電アンテナ又はレクテナの開発に取り組んでいます。通常、アンテナは電磁波（ラジオ、テレビ、Wi-Fi）を受信し、その電磁波を光、色、音などにコーデックし電子機器に送信します。しかし、この変電アンテナは電磁波を受信後、直流（DC）に変換します。 　　　　MIT研究所やスペインのマドリード技術大学の研究者たちは、半導体装置によって交流電波を直流に変換することにより小さなアンテナで交流（AC）のWi-Fiを受信する実験を行いました。この実験によって、LED照明や電子チップなど省エネ装置に必要な40マイクロワットほどの微小電力を生み出すことができました。このアンテナは電源に繋いだり、バッテリーを消費することなく、電気機器や電子機器のための動力を生み出すことができます。 　　　　これまで変電アンテナはシリコンやガリウム砒素といった、強度が低く高コストの原料で作られてきました。しかし、最新技術によりレクテナを二硫化モリブデン（MoS2）で製造することで、極薄、曲げ加工が可能となりました。また日常的に使用するWi-Fi、ブルートゥース、4Gなど電子機器に使用される電波や高周波ギガヘルツの電波を受信することができます。実験により2.4ギガヘルツの電磁波の場合、変電アンテナの効率が31%高まることが分かりました。 　　　　レクテナは曲げることが可能なため、壁、道路、電柱、橋脚、身の周りの電子機器や小型端末などあらゆる場所で使用することができます。もう一つの利点は、バッテリー無しで電子機器を使用できることです。周囲の電磁波から電力を生み出すことができるため、バッテリーから金属が溶け出し生命の危険にさらされるというリスクを負うことなく、身体に埋め込む必要のある医療機器を安全に使用することができます。 太陽光発電アンテナ 　　　　通常のソーラーパネルを使用した太陽光発電は、電子と正孔により内蔵電位が発生し、PN接合に移動することにより発電しています。太陽光発電アンテナ又は光レクテナはそれとは異なり、光レクテナを生み出すためにナノテナと超高速ダイオードにおいてナノテクノロジーを用いなければなりません。これら2つを密着させることで、太陽光がアンテナに到達すると高周波の振動がアンテナ内に生じ、交流を直流に変換するダイオードに送られます。これによりアンテナは、太陽光から直流電流を発電することができます。実験により、アンテナとダイオードを近づければ近づけるほど直流電流の発電効率が高くなることが分かりました。現状、ソーラーパネル発電の効率が15%であるのに対して、ナノテナの発電効率は1%に留まっています。 　　　　無線送電の当初の目的から始まり、身近な電磁波から燃料費をかけずに電力を生み出すこれら2つのアンテナに到達しました。しかしながら両者とも発電効率が悪く、将来クリーンエネルギーを実用化するためには効率を高め、低コストな発電を行う研究や開発が必要です。