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再生可能エネルギー:温度差熱利用について
温度差熱利用の基本情報と将来性について詳しく説明しています。

温度差熱利用について

あまり馴染みのない温度差熱利用ですが、地下水・河川水・下水などの水源を熱源として活用するエネルギーの為、再生可能エネルギーや省エネの方法として活用が期待されているものです。水源の温度は夏は水源の方が温度が低く、冬は水源の方が温度が高いので、この熱をヒートポンプで利用します。地域熱供給源として全国で普及しつつあるエネルギーです。

温度差熱利用エネルギーの特徴

最大の特徴は、水源と外気温の温度差を利用する為、化石エネルギーと比較してクリーンなエネルギーという所です。また、熱源と消費する地域が近いので新しい都市型エネルギーとして注目されていて、寒冷地の融雪用の熱源での活用や温室栽培など、幅広い活用分野があるエネルギーとしても注目されています。

温度差熱利用をエネルギーに変える方法と仕組み

温度差熱利用の代表的なものがヒートポンプで、海水を利用するものでは、クローズドサイクル型やオープンサイクル型海洋温度差発電が活用されています。ヒートポンプは冷媒を圧縮機で加圧して高圧ガスにて、水や空気で熱を放出して暖房や給湯に利用するもので、冷媒に熱を吸収させれば冷房や冷蔵に利用することができます。

温度差熱利用エネルギーの活用例

活用例としては温泉施設、地域の熱を供給する熱供給センター施設、空港がある地域の冷暖房施設などがあります。温泉施設では40℃の泉温の特性を生かして、夜間にヒートポンプで温水タンクに蓄熱して、浴槽の加温などに活用しています。熱供給センター施設では2本の河川に挟まれた地形を活かして、大気と河川水の温度差を活用して、熱供給をしています。

温度差熱利用エネルギーの課題と解決方法

90年代中頃に導入件数は増加していたものの、90年代後半以降は既存の街に温度差熱利用システムが導入することがネックになり、普及は進んでいない所が現状です。これから地域熱供給システムの開発で、施工や機器のコストが下がり効率や耐久性が上がれば、普及が進むと考えられます。

温度差熱利用エネルギーとこれからの未来について

熱源として活用できる温度差エネルギー源は様々なものがあります。例えば、温泉が湧き出る地域の地下・エンジンで動く乗り物・工業や工場地帯・24時間電源が入っているコンピューターなどです。これから温度差発電ができる小型のシステムが開発されれば、不要だった熱源を利用して、クリーンなエネルギーとしてもっと普及が進むと考えられています。

Q&A

温度差熱利用エネルギーとは?

河川・海水・地下水などの外気との温度差や、大気中の温度差を利用した再生可能エネルギーのひとつです。用途としてはヒートポンプの熱源として使用し、冷暖房や給湯に使用されます。

どんなメリットがあるのか?

Co2を排出しないので環境に優しく、無尽蔵にあるエネルギーの為、様々な用途に活用できるメリットがあります。河川・海・地下水・下水などが使用できる環境で、熱エネルギーの需要地が近い場合には非常に有効です。

暖房のヒートポンプの仕組みは?

高温高圧の冷媒が膨張し低温低圧の液体になり、河川水で加熱され気化し気化熱を奪います。その後、圧縮機で高温高圧の気体になり、室内を暖房した後の水によって冷やされ凝縮し、凝縮熱を放出して暖房します。

システムの課題はあるのか?

河川水や地下水を利用する際は、水利権や利用後の地盤沈下を考慮することが必要です。また、熱エネルギーの需要地が近くにない場合は、熱供給配管の整備などを建設する必要があるため、コスト面に課題があります。

期待度が高い再生可能エネルギーなのか?

多くのエネルギーを必要とする都市部でも導入が可能なシステムなので、これから普及が期待される再生可能エネルギーのひとつと言えます。

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