宇宙のエネルギーを地上で活かす－宇宙太陽光発電－

高効率なクリーンエネルギーを探る

環境問題が浮き彫りになるにつれて、水力、風力、太陽光といった自然エネルギーの利用は必須のものとなってきました。中でも太陽光発電は一般家庭でも設置できるパネルが開発され、すっかり生活の中に溶け込んでいます。ところが、このエネルギー源は自然を相手にしているので、日照時間が短かったり、積雪が多く、天候が不安定な地域では十分なエネルギーを得ることができません。しかし、地球の外へ飛び出した宇宙であれば、天候や大気の影響を受けることがない上に、24時間昼夜を問わず、年間365日間ずっと太陽光のエネルギーを受けることができます。つまり、太陽光エネルギーの利用率を比較すると約10倍程度宇宙の方が有利であり、地上での利用システムに比べて高い効率で安定した発電システムの実現の可能性が広がります。

宇宙からエネルギーを得るために

私の研究室では、「レーザーによる宇宙太陽光発電」の開発を宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）と進めています。

太陽光のエネルギー密度を500倍程度に引き上げる集光板衛星を赤道上空およそ３万６千キロメートルの静止軌道上に打ち上げ、集光板衛星が宇宙空間で受けた太陽光をレーザー光に変換します。それを地上に向けて放射することで、大気圏内を通過させ、地上で受けたレーザー光を太陽光発電システムなどで発電するものです。このシステムで想定している電力は100万キロワットでこれは、原発１基分の発電量に相当すると考えています。この同様のシステムが50基ほどあれば、日本全体の平均電力を確保することができます。

また、このレーザー光のエネルギーの強さは、太陽光エネルギーの５倍～10倍にもなりますが、大気圏通過時に、鳥や航空機に影響を与えることはあり ません。

二酸化炭素の排出もないので環境にやさしく、エネルギーの乏しい日本にとって期待されるシステムとなるはずです。また、システム高効率化と装置規模のコンパクト化を実現するため、宇宙空間上で太陽電池パネルを使用せずに、直接太陽光を指向性の良いレーザーに変換し、地上基地まで伝送するシステムも考案・設計しています。

実現にはロケット打ち上げに伴う軽量化や高度な技術が求められ、難しい面もありますが、地上で実験を続け、20３0年には宇宙での実験装置を開発して、実用化を目指していく予定です。