今日はお彼岸でお墓参り。母方の実家に来ています。仕事をしながらふと窓際をみてみると電子ランタンが置いてありました。昔からあるような商品ですがこれもエネルギーハーヴェスティング技術ですね。
エネルギーハーベスティング（energy harvesting）とは環境発電と呼ばれるもので、光や熱、振動などの小さなエネルギーを回収して活かす技術のことです。本格的に発電するのではなく主にスイッチやセンサなど局所的に必要となる小さな電力の供給に使われる技術となります。
英語表記から考えればエナジーハーヴェスティングが正しいのでしょうが、エネルギーハーベスティングが一般的なようです。エネルギーハーベストと呼ばれることもあります。energynのharvest(収穫する・採取する）技術の名の通り身の回りにある小さなエネルギーを回収する意味外が強いものとなります。
▼光からエネルギーを回収で13,500円儲ける
これは太陽光発電ですね。代表的なものとしては電卓でしょう。電卓は元々、電力消費量の大きなものでしたが、液晶ディスプレイとなることで劇的に電力消費が少なくなったため、あの小さな太陽光発電パネルでも十分電力を賄えるようになりました。
写真の電子ランタンのような製品も最近は増えて来ましたよね。昨年、ホームセンターのコメリで見かけたときは庭に刺しておくと便利そうな電灯が４９８円で売っていたので買いました。
それまで毎日４０Wの電球をつけていたので、毎日8時間使ったとすると116.8ｋWh。夜間のお得なプランで使っていたとしても12円/kWhくらいなので毎年1,401円使っていた計算になります。初年度で900円、次年度以降は1400円づつお得になる買物だったと計算をしてみて気づきました。
もう半年以上は使っているので元はとれていることでしょう。もし10年使えれば儲けは13500円となりますね。地球にも優しいし良い事づくしです。
▼熱からエネルギーを回収
熱を電気に変えるといえば既存のほぼ全ての発電所が当てはまります。火力も天然ガスも原子力も地熱もバイオマスも、熱をエネルギー源としてタービンを回すことによって電力を生み出します。
しかし、タービンを必要とするような発電はエネルギーハーベストには使えません。エネルギーハーベスト向けにはゼーベック効果を応用したものが使われます。
ゼーベック効果とは異なる金属または半導体に温度差を設けると電圧が発生する現象のことです。この効果を利用すればごく小さな発電をすることができます。まだあまり実用化されている技術ではありませんが、自動車の排気ガスセンサや工場の煙突のセンサなどにおける実用化が検討されています。
また、ゼーベック効果と反対に電気を流すことによって接合された２つの物体に温度差を作るペルティエ効果と呼ばれる現象があります。PCに詳しい方ならご存知かと思われますが、これはペルチェ素子としてCPUクーラーなどで利用されています。
▼振動からエネルギーを回収
階段や橋梁など私たちの身の回りにはたくさんの振動している場所があります。この振動のエネルギーを回収しようとする試みが各社によって行われています。
特殊なデバイスを用いる方法もありますが、ほとんどが圧電素子と呼ばれる圧力を食わることによって電力を生み出す素子を用いたものとなります。こちらの発電方法もまだまだ本格的に実用化はされていません。
しかし圧電素子自体は私たちの身の回りにたくさんあります。圧電素子となれる物質に対し、一定の電圧を加えると電力を逆に振動に変換することができます。これを利用したものが水晶振動子と呼ばれるもので主にクオーツ時計として利用されています。
まだまだ発展途上のエネルギーハーベスティング技術。でも応用範囲は広いのでこれから先が楽しみですね。