太陽光エネルギー

 太陽光は無尽蔵で膨大な再生可能エネルギーです。 地球大気表面に降り注ぐ太陽エネルギーは1.74×105 TWといわれます [1]。 そのうちの約3割が大気による散乱や吸収によって失われると仮定すると、理論上の最大エネルギーは、仕事率として約1.22×105 TWとなります [2]。

 

 地球上での一次エネルギーの総消費速度は約15 TWですから [3]、わずか一時間の間に照射される太陽エネルギーで世界の年間消費エネルギーをまかなえる計算になります。 あるいは、地表のわずか0.012%にふりそそぐ太陽エネルギーを全て利用することができれば、人類によるエネルギー消費をまかなえます。 

図 地表における標準的な太陽スペクトル(AM1.5G)


 いかに太陽エネルギーが膨大であるかが理解できると思います。 環境・エネルギー問題を抜本的に解決するうえで新規な太陽エネルギー変換技術の開発が必要です。

[1] 地球の半径は約6370 kmであり、その投影面積は1.275×1014 m2です。 太陽定数を1366 W m-2とすると、地球大気表面が受けるエネルギーは、仕事率として1.74×1017 W(1.74×105 TW)と見積もることができます。 仕事率Wは単位時間あたりのエネルギー(J sec-1)です。
[2] AM1.5Gにおける太陽光の放射照度は1000 W m-2ですので、地表が受けるおおよそのエネルギーは、仕事率として1.27×1017 Wと見積もることもできます。
[3] BP Statistical Review of World Energy, June 2011. 2008年度における総一次エネルギー消費量は1.15×1010 石油換算トン(tonne of oil equivalent、TOE)。1 TOE = 10 Gcal(41.9 GJ)として、482×1018 J。