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【ソーラーエアーヒーター】標準得熱量 30MJ(メガジュール)について

2020/08/20
 
この記事を書いている人 - WRITER -
nonofho
元地方公務員。農業土木技術者。農業基盤整備の設計・施工に係わること42年、そのノウハウを生かして自然エネルギーの有効利用を考えています。栃木県在住。

 

ソーラーエアーヒーター(PCM太陽熱温水器採熱器)の標準得熱量は30MJ(メガジュール)ですが、単位だけでなく、実際にどのくらいの熱量なのか分からないとのご指摘をいただきましたので解説しておきます。

 

 

パネルに使う真空管は30本で、中にPCM(相変化材料)の蓄熱棒が入ります。

発熱の仕組みは、真空管内でPCMが太陽光を受けると熱くなり、熱ではない形で蓄熱します。そこに電動ファンを使って冷風を送るとPCMが発熱して熱風が発生します。(図参照)

 

ソーラーエアーヒーター採熱パネル

 

パネル1枚当たりの採熱能力については、なじみのあるカロリー(Cal)で計算します。

採熱パネルの標準得熱量 30MJ、カロリー(Cal)に変換 すると

 

30MJ×0.24(換算係数)=7.2Mcal(7,200,000Cal)

 

温風の能力では分かりにくいので、水をどれだけ温められるかを計算してみます。

1Calは1ccの水を1℃上げる能力がありますから、1リットルでは7,200℃、100リットルで72℃上昇します。

 

つまり、200ℓなら35℃となります。

 

水温が10℃なら45℃、20℃なら55℃。 一般的な太陽熱温水器では水温に対し、30~40℃程度になるよう設計されているようですから計算上も概ね一致します。

 

ところが、PCMを使う場合には得熱量(蓄熱量は33MJ)が30MJですので、日没後にこの熱量が使えるわけです。

ソーラーエアーヒーターは蓄熱量で性能表示しているので日中に使う量が加味されていません。 なので、日中に使えば蓄熱能力プラスαが期待できることになります。 ただし、これは日照条件に大きく左右されるのでメーカーとしては無視しているようです。

 

(参考にどれくらいの太陽エネルギーが採熱パネルに届いているか計算してみました。)

地上に降り注ぐ太陽エネルギーは、1㎡当たり1Kw(1KJ)なので、パネル1枚(4㎡)の面積では以下のようになります。

※日照時間の計算は、9時から3時の6時間とします。 4.0㎡×60秒×60分×6時間=86,400Kw
つまり、86.4MJのエネルギーが届いていることになります。

 

 

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元地方公務員。農業土木技術者。農業基盤整備の設計・施工に係わること42年、そのノウハウを生かして自然エネルギーの有効利用を考えています。栃木県在住。

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