衛星で太陽光を反射。　地球温暖化を加速しませんか。

Question

宇宙太陽光発電システム

月や衛星などに反射鏡を設置して集光した、太陽エネルギーを地球へ供給すれば、当然、地球上のエネルギーが増え、地球温暖化の一因にならないのでしょうか。

komaas88 · Accepted Answer

NO.10 です。

＞＞一つの衛星で１００万キロワット、原子力発電所一基分に相当する発電を目指しますが、マイクロ波方式の場合、直径２．５キロから３．５キロの反射鏡が２枚必要で、太陽電池パネルも直径２キロくらいになります。
 
とあります。
 ＞上記の反射鏡（直径２．５キロから３．５キロ）２枚が照射する、衛星内にある集光装置の温度
 
　こちらの方は、どうなのでしょうか。
 あらゆる金属が溶ける温度まで、あるいは、それ以上に上昇したりはしないのでしょうか。

添付のサイトを拝見しました。
ここにあるのは太陽光発電の場合を言っているのだと思います。ご懸念の大きな反射鏡は太陽熱を集光する鏡ではなく、発生した１００万キロワットの電気を地上に送るためのマイクロ波の送受電システムのパラボラのことで、このあたりが技術の核心になっているということです。この場合はどこにも高熱が発生する部分はありません。
一体、原発の１００万Ｋｗ級の原子炉でも炉の中での温度はたかだか５，６００度もいかないはずです。燃料棒の芯は別（１８００度くらい？）ですが。

仰るプラズマの発生するような温度は今行き詰まっている核融合炉の中心位で見られるもので、確かに核融合はその温度をもてあましてなかなか実用までには至っていないようです。エネルギーの低い太陽光をいくら集光してもそのような温度にはならないと思います。

komaas88 · Answer

ＮＯ・１０　です。

ＪＡＸＡでは宇宙太陽炉の構想の中にＭ-ＳＳＰＳ（先に紹介したものです）と、この　Ｌ－ＳＳＰＳ　の２方式を検討中のようです。
伝送方式としてマイクロ波とレーザーがあるということなので、最終的にはどちらかにしぼって実用化が成されると思います。いずれにせよ太陽電池の変換効率と、レザーに直接変換しそのまま地上へ送るときの変換効率の差が問題だろうと思います。

komaas88 · Answer

ＮＯ．９　です。

＞地球にあるエネルギーの総量が変動し、気温などが僅かながらでも上昇した状態で平衡することになるのではないかと

下にあるサイトに地球の太陽エネルギーの収支総量がでています。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E7%90%83%E3%81%AE%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E5%8F%8E%E6%94%AF

これによると地球が得る太陽からのエネルギーの総量はおおむね１７京４千兆ワットです。
衛星に１００万キロワットの太陽炉が完成し、それが１００％地球に取り込められたとして、その増分は
ほぼ１億分の一以下、現在分かっている太陽の定期的なエネルギーの変化（１１年毎の）は０，１％（同じサイトにグラフ表示されています）だそうですから、このくらいの増加は毎年普段に起こっている（天候や小さな火山の噴火などによって）誤差内のものになるだろうと考えられるのです。要するに有意の影響はないということです。

komaas88 · Answer

ＮＯ．８　です。

＞その衛星内の集光部（装置）は、一体どの位の温度になるのでしょうか。

太陽炉のサイトです。
これによれば炉の中心では１０００度くらいにまで上げることが可能であるとあります。
真空の宇宙空間では、条件そのものは良くなると思いますが、ミラーの大きさが限られますから、これよりもずっと高くなることはないと思います。要はこの集約された熱エネルギーを如何に効率よく地上へ送るかというところがポイントでしょう。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E7%86%B1%E7%99%BA%E9%9B%BB

＞私の思い違いかも知れませんが、エネルギーと燃料は違うのではないでしょうか

私達の体や燃えた燃料を含めて地上で消費されたエネルギーはすべて熱になり、入ってきた膨大な太陽エネルギーと一緒に再び宇宙へ放射されて、基本的に平衡し、プラスマイナスゼロになってきました。ある年代ではそれがわずかに入超になったり出超になったりして揺れているわけです。入超になったら温暖化へ向かい、出超になったら氷河期に向かいます。わずかな差ですがその原因のひとつとしてＣＯ２の空気中での割合の増減があり、その増加分をへらそうとしてこの宇宙での発電構想があるわけです。人間活度でのエネルギー消費そのものの増加は温暖化の要因には数えられていません。理論的にはあるとしても、それ以外の要因の変動誤差で相殺されてしまいます。

ご参考になれば。

komaas88 · Answer

＞衛星内の集光部が超高温になって、衛星は大丈夫なのですか。
 その集光部は、一体どの位の温度になるのでしょう。
 太陽炉みたいになりませんか。

太陽炉は地上でもいろいろ実験されていました。結局その集中するときの熱量の絶対量が不足して失敗したようです（たいした温度にはなりません）。今度はそういった失敗を糧に技術陣はがんばっていますから、むしろ予想以上に高温になった方が成功へ近づくのではないでしょうか。基本的に温度はコントロールされるはずです。装置そのものが熔けるようなへまをする設計屋は日本には居ないと思います。

＞そこから、本来地球へ入射しない太陽エネルギーを電気に変換して地球に送ろうというものですね。
 結果、当然、地球上のエネルギーが僅かだとしても増えることに繋がり、地球温暖化を加速させるのではないでしょうか。

地上で人間が必要なエネルギーは一定ですので、そういった計画で増えた分、他の化石燃料の消費が減らされますので、仰るような危惧は無用だということです。

anachronism · Answer

老婆心ながら、No.5の補足であなたが挙げられたＪＡＸＡのシステムは、反射鏡で衛星内のエネルギー変換装置に集光するもので、超高温になる集光部は衛星内、すなわち地球大気圏外にあります。

key00001 · Answer

> 熱も同じ光速で真空中を伝わるのでしょうか。

「魔法瓶」はご存じかと思いますが、これの原理は真空中では、熱が伝わらないと言う性質を利用したものです。

熱の移動は、輻射，対流，伝道がありますが、いずれも物質の中を伝達して移動します。
完全な真空状態では、その物質が存在しませんので、熱は移動しません。

大気中では熱が伝わるのは、大気（空気）が存在するからです。
尚、空気は割と熱を伝達しにくい物質で、もしコレが熱を伝達しやすいとしますと、たとえば焚き火などに当たると、炎の１０００℃以上の熱をダイレクトかつ大量に受けることになってしまい、大やけどします。

あるいは、光と熱が同じ様な性質とすれば、太陽や星の光と同様に、大量の熱も伝達されることになりますので、地球は何千℃，何万℃と言う高温に曝されることになります。

P_hydra · Answer

補足を拝見しました。
この分野は私の全くの専門外ですので、
正確にお答えできる自信はありませんが
とりあえず考えられるところを述べさせていただきます。

＞１．一点に集光すれば、そこ（発電装置）は超高温になりませんか。
まず、宇宙太陽光発電ですが、
これは宇宙に「鏡」を設置するのではなく、
そこで得た太陽光を太陽電池などで電気エネルギーに変換し、
このエネルギーをマイクロ波やレーザー光で地上に送るものです。
高エネルギーマイクロ波の受信装置の耐久性の問題は当然ありますが、
地上が灼熱地獄になるようなことはありません。

＞２．新月と満月の夜では、地表の気温に違いがありませんか。
月の光のエネルギーのデータは見つけられませんでしたが、
天体としての明るさは、満月で太陽のおよそ５０万分の１。
これから推測すると、影響は皆無と思われます。

＞３．天然衛星、月での反射鏡を使った集光発電で考えてみます。
＞　　月食の状態にある月では、この仕組は使えない。
＞　　したがって、衛星が地球の陰にあるときも同様である。
これはその通りでしょう。

＞４．衛星軌道は、地球の大気圏外にある。
＞　したがって、本来が、地表に届かない、地球に入射しないエネルギーである。
これは軌道の位置や地球からの距離によります。
一般的な静止衛星の軌道では、しっかりと影ができます。
一方で、かなり遠距離、
あるいは近距離でも太陽と地球を結ぶ線に対して
垂直方向の軌道に乗せれば影はできません。
逆に地球の陰にもなりませんから、発電効率も上がります。
ただし、地上の受信装置との位置関係が常に変化しますので、
エネルギー送信には高度な技術が必要になります。

＞＞0.01％が多少増えたところで、全体への影響は皆無です。
＞　本当にそうでしょうか。

太陽光のエネルギーは、およそ１０年ほどのサイクルで
0.1％程度変動しています。
ＮＡＳＡの資料では、これによる気温の変動は
およそ0.1度と見積もられています。
人類が生産しているエネルギーの総量は太陽光の0.01％程度ですから、
それが多少増加したところで誤差範囲、
ほとんど影響はないと考えてもよいかと思います。

ただ、総量は僅かでも局地的な温度の変動には多少注意が必要です。
例えば、原発の冷却のために周囲の海水温が上昇すると、
二酸化炭素の海水への飽和度が下がり大気中へ放出されます。
この影響は、発生する熱そのものよりはずっと大きくなります。

もっと大きなレベルで、
極地の氷や山間部の万年雪が溶け出して地表が露出すると、
その地域の太陽光の反射率が低下→熱吸収量の増加
これが広範囲に広がれば、無視は出来なくなります。

＞それと、ケスラーシンドローム（スペースデブリの存在）を考えると、・・・・・
通常の静止衛星軌道上に設置する場合は、無視は出来ないかもしれませんが、
もっと地球から離れた軌道であれば大丈夫でしょう。
ただ確率は低いですが、隕石は多少怖いかも？
彗星の接近で周辺に塵がばら撒かれたりすると・・・？
多少のパネルの損傷にも対応可能な耐久性は必要でしょう。

------------------------------------------------------------

地球の温暖化を室内温度に例えると、
暖房は99.99％常に一定（太陽光と僅かに地熱）
追加できるのはusbヒーターくらい（人類のエネルギー0.01％）
これでは室温を上げるにはあまりに陳腐です。
ただし、カーテンを引くことはできます。
（二酸化炭素やメタンガス等の温室効果ガス）
そしてこれは室温上昇に無視できない影響があると言うことです。

noname#176816 · Answer

２酸化炭素などを排出しないだけマシでは。原子力などと変わらないと思います。

P_hydra · Answer

ほとんど（実質的にはゼロと言ってよいレベルで）温暖化の要因にはなりません。

地球を暖めているエネルギーの99.95％は、太陽放射です。
人類が化石燃料や原子力などによって発生させているエネルギーは
全体の0.01％強でしかありません。
（残りの0.04％弱は、地球内部からの地熱など）

0.01％が多少増えたところで、全体への影響は皆無です。
（反射鏡の設置が衛星軌道上でしたら、
　その分の地表への太陽光は遮られますので差し引きゼロですし）

地球温暖化のメカニズムについては、
まだ完全に解明されているわけではありませんが、
二酸化炭素やメタンなどの温室効果ガスの増加によって
太陽放射で温められた熱が宇宙へ放出されにくくなっているのが
主な原因と考えられています。

衛星で太陽光を反射。 地球温暖化を加速しませんか。

NO.10 です。

この回答への補足

ＮＯ・１０ です。

ＮＯ．９ です。

この回答への補足

ＮＯ．８ です。

この回答への補足

＞衛星内の集光部が超高温になって、衛星は大丈夫なのですか。

この回答への補足

老婆心ながら、No.5の補足であなたが挙げられたＪＡＸＡのシステムは、反射鏡で衛星内のエネルギー変換装置に集光するもので、超高温になる集光部は衛星内、すなわち地球大気圏外にあります。

この回答への補足

> 熱も同じ光速で真空中を伝わるのでしょうか。

この回答への補足

補足を拝見しました。

この回答への補足

２酸化炭素などを排出しないだけマシでは。

この回答への補足

ほとんど（実質的にはゼロと言ってよいレベルで）温暖化の要因にはなりません。

この回答への補足

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