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森林か風力か

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6.雍 也 ようや
ことば--------------------------------------------------------------
力足らざる者は、中道にして廃す。いまなんじは画(かぎ)れり」(12)
「質、文に勝てば野。文、質に勝てば史。文質彬彬(びんびん)として然る
後に君子」(18)
「人の生くるや直し。これなくして生くるは、幸いにして免るるなり(19)
「これを知る者はこれを好む者にしかず。これを好む者はこれを楽しrむ者
にしかず」(20)   「
知者は水を楽しみ、仁者は山を楽しむ」(23)
-------------------------------------------------------------------
12 冉求がこういって訴えた。
「先生の説かれる道が納得できないのではありません。ただ、あまりに高遠
なために力がつづかない のです」  
孔子は言った。
「力がつづかないならば中途まで行って倒れるはずではないか。それよりも、
自分からダメだと思い こむのがいけないのだよ」

冉求曰、非不説子之道、力不足也、子曰、力不足者、中道而癈、今女畫。

Ran Qiu said, "I admire master's doctrine. But it's too difficult to
accomplish for us."
Confucius replied, "If you didn't have enough strength, you would
give up at the middle of the way. But you haven't begun it at all."




【紅茶とウィスキーの話し】

最近は、あさから紅茶を飲み、夜には、ウィスキーと氷に紅茶(そこにシロップ
・砂糖や檸檬ピールなどを加えることあり)のカクテルをステアーで頂いて、こ
れが、リラックスできお気に入り。ところで、「八日市の杜」のアールグレイ・
ティー( Earl Grey tea)が気に入り(それまではダージリン)、家でもそれを
頂こうと思い立ち、ネットサーフする。Wikipediaによると、ベルガモットで柑
橘系の香りをつけた紅茶とある。フレーバーティーの一種で、原料は中国茶のキ
ーマン茶(祁門茶)が使われている。茶葉のブレンドは特に規定がない。セイロ
ン茶や、中国茶とセイロン茶のブレンド、稀にダージリンなども用いられる。
"Earl Grey" とは「グレイ伯爵」の意であり、1830年代のイギリス首相、第二代
グレイ伯チャールズ・グレイに由来すると言われているがこれは根拠が薄いとさ
れている。



アールグレイの販売会社は、トワイニング社、フォートナム&メイソン社がメジ
ャーらしい。アールグレイは、ベルガモットの落ち着きある芳香が大きな特徴。
このベルガモットの香りは精油や香料で着香されることが多い。茶の香気成分は
冷やすと控え目になるが、人工的に香りを付けた着香茶であるアールグレイはア
イスでも香りが比較的分かりやすいため、アイスティーに用いられることも多い。
一方でベルガモットの芳香は一般的に温度が高くなるほど引き立つので、アイス
ティーを念頭に強めの香りをつけたものなどをホットティーにすると、慣れてい
ない人にとっては非常に飲みにくい。この芳香がミルクと相性が良いため、ミル
クティーとしても飲まれる。ベルガモット着香の紅茶については少なくとも1820
年代には存在しており、当時高価であった中国茶を模倣するために着香されてい
たという。こうしたベルガモット着香の紅茶がいつ、どうしてアールグレイと呼
称されるようになったかは定かではない。



ところで、ベルガモット(Bergamot、学名:Citrus × bergamia)はミカン科
ミカン属の常緑高木樹の柑橘類である。主産地はイタリア。遺伝子解析の結果、
ミカン属の三つの原種(ブンタン・マンダリンオレンジ・シトロン)が関与した
交雑種であることが判明、レモン(C. × limon)とダイダイ(C. × aurantium)
の雑種と仮定したモデルによく適合した。ベルガモットの果実は生食や果汁飲料
には使用されず、専ら精油を採取し香料として使用される。紅茶のアールグレイ
はベルガモットで着香した紅茶る。フレッシュな香りをもつためオーデコロンを
中心に香水にもしばしば使用される トルコ語で「梨の王」を意味するBeg armud
iが語源とする説]の他、イタリアのベルガモまたはスペインのベルガに因むとす
る説]がある。

   

【ポストエネルギー革命序論29】


アラスで 両面太陽電池の発電効率20%向上

両面太陽電池パネル性能の研究で、米国では屋外試験が進行中であり、両面型太
陽電池事業の予測モデルの標準化が研究されているが、 アラスカ大学フェアバ
ンクスキャンパスに設置された両面太陽電池の屋外試験が、 Sandia-UA研究グル
ープで東西軸方向垂直型両面太陽電池配列では、従来よりも最大20%の発電効
率向上していることを公表(上画像:クリスパイク/ ACEP )。公益事業規模の
両面化事業では、従来の発電効率10%レベルから20%以上向上を目標に、ア
ルベド強化の実験が開始された。アリゾナ州立大学の太陽光発電信頼性研究所の
研究グループの担当責任者は、5月にアルバカーキで開催された、サンディア国
立研究所、CFV太陽電池試験研究所および電力研究所(EPRI)が共催する両面太
陽光研究で積算見積、導入、および収量のロードマップを作製。 CFVは、両面太
陽電池の世界的リーダーのFraunhofer ISEと同テストデータを交換。このシンポ
ジウムで、Sandia、米国国立再生可能エネルギー研究所(NREL)、アイオワ大学
が共同で、2年間にわたる太陽光の2年間の研究に取り組んできた。この共同研
究は、屋外の両面異様電池性能データ、同特性評価と評価基準、同システムの性
能モデリングを含む3つの課題に焦点を当てている。

サンディアは、この共同研究の役割に対し、米国エネルギー省のSunShot国立研
究所マルチ年パートナーシップ(SuNLaMP)から300万ドルの賞を授与。 NRELに
は、業界の支援とともに、バイフェイシャル技術を研究するためのさまざまな助
成金もある。アイオワ大学は、RadianceとPythonソフトウェアに基づき、逆光線
追跡法を使用する性能予測モデルを開発中。事業はトはSuNLaMPにより資金を供
与されているが、両面太陽電池システムでは時々30%以上の電力増加、追跡装
置と組み合わせると総電気ゲインが50%近くになる可能性がある。これはLCOE
を0.02ドル/kWh以下にできることをサンディア報告は示唆する。



エネルギー収量、設備費のコスト削減

両面太陽電池の変換効率向上想定は、特に太陽追跡ベースの事業では、業界での
採用が急速変化を予想。ドイツのVDMの太陽光発電の国際技術ロードマップ(I
TRPV)は、2020年までに両面モジュールが太陽光発電モジュールの世界市場シ
ェアの10%を占め、2028年までに30%以上を占めると予測している。Trina
Solar USA社の責任者は、Trinaは、米国と中国のパートナーとの間で両面パネル
を試験してきた。このパネルはアルベド光のエネルギー収量性能を表すが、より
スマートなインバーターと共に追跡技術は、収量の最大化する。単面システムと
比較し、両面運用データがはるかに高いことを考えると、ソーラー設計は、与え
られた歩留まり保証システムの過剰供給保険を不要となり、または少なくとも大
幅削減されると予測している。

最近買収されたアンダーライターズ研究所の担当責任者は、この事業では、最適
なインバータ制限損失の達成にDC-AC比は約5%低くなり、DC容量のコスト削減と
エネルギー利得の組み合わせとして、3~9%という両面の利点が実現されてい
る。許容されるこの実績モデリングのアルベド測定の広範な屋外試験を推奨。AW
Sは、現場でのアルベドおよび拡散水平測定で、裏面パネル配列(POA)の不確実
性を減らすことができる。また、アルベドが3%増加(または減少)すると、総
POAが1%増加(または減少)することがあると話す。

最近のイリノイ州とテキサス州の両面パネルの実地試験に基づき、AWSはモデル
化したアルベドは測定されたアルベドとは2~5%異なる可能性があることを発
見した。その過程で、AWSは裏側のエネルギー寄与は20~40%の間で不確実
である可能性があると結論付けている。

両面での分散

Sandiaは、太陽電池事業の共同グループ、PV Performance Modeling Collabor-
ative、またはPVPMCを促進している。この研究の一環として、研究aチームは、
将来研究に焦点を当てる必要がある場所を把握のために、初期試験屋外配列をア
ルバカーキのテスト施設に取り付けた。配列は、2つの両面モジュールと2つの
単面モジュールで、35度の傾斜横向きにセットする。実地試験の初期結果の中
で、Sandiaチームは、システムの両面両収量一般に7~16%の間で変動、常に
一番下の行の方が大きいくなっていた。この差は、冬至の時期近くの短期間の試
験の間の低い太陽位置により高められた。同チームはまた、晴れた日の両面の増
加は午前中が最も高く、日中は徐々に減少。これは、このモジュールがラックの
東側に配置されていたためと考えた。午前中、ある角度から来る太陽光線は、2
つの顔面モジュールの真下で地面に当たり、影が両面モジュールの下で西側に投
影されていた。午後には、モジュールの影がアレイの2面側下に投影され、2面
収量が低下する。



アルベドの強化

シンポジウムで発表された将来展望はテンペに拠点を置くアリゾナ州立大学チー
ムのもので、機械的に強化されたアルベドフィールドの3つのバリエーションを
テスト。同チームは、強化されたアルベドが、アルミニウムシート基材なしの両
面パネルよりも4%増強することを発見。基質使用しない16~20%のブース
トと、アルベドへの14%の基質ブーストを組み合わせると、30~34%の間
の全両面ブーストが得られた。ASUの研究の1つの目標は、高密度の60セルで
構成された標準的な両面太陽電池パネルを、48の背面反射を施した分散セルの
代替設計で置き換え、一定のエネルギー収率を維持できることの確認にあるす。
このようにして、48セルの両面+背面反射板を備えた標準の60セルパネルの
半分以上のエネルギー効率を生み出せた。

ASUの研究の最初の部分は、アルミチューブとアルミ基板上のV字型バーで施工、
さまざまな断面計上の静止型背面反射板を取り付け屋外試験を行う。研究の第2
部は、この発電所の遮光と配列行間隔に対する静止反射板の効果に焦点を当てた。
アルミ基板のバリエーションには、逆V字型の縦型と半円形の縦型があり。半円
柱はアルミニウム被覆PVCパイプから構成。基板の追加でもう1つの利点は、
固定歩留まり目標に必要な地表被覆率が40%減少した。低コストの48セル2
面パネルの低コスト化と相まって、同等の2面システムの土地と材料のコストを
2面ブーストとは別に50%削減する可能性がある。より大きな自然アルベトを
集める1つの新しい試行が研究されている。東西面垂直型両面アレイは、従来の
設計よりも最大20%ものエネルギー収量獲得し、負荷に合わせ広い電力曲線を
実現できた、また、垂直型モジュールの方が雪をよく落とし、汚れが少ないこと
がわかった。北部での垂直型採用の限界は、垂直型両面用の市場競争力、遮光の
極小化の屋外配置の最適化の必要性、および最終試験の標準化がある。



予測ソフトウェアの進歩

ASUは、PVsystシステム、米国政府のオープンソースシステムアドバイザモデル
(SAM)、およびMathworkのMATLAB Codingなどの予測ソフトウェアを使用し、
試験測定を実施。複数のソフトウェアツールを使用し、予測と実地試験を最も
よく一致させる業界標準開発を支援。NRELは、SAMで両面ソフトウェアモデルを
検証法を先導。これに対し、両面実績モデルが最近リリースされた。同研究グ
ループは、SAMと現在業界で認定された主要な太陽電池性能モデリングツールの
PVSystを比較。PVsystとSAMは、両面実積の予測に、一般的な規格のMATLABが知
られていないが、MATLABでは、行列操作、関数やデータのプロット、アルゴリ
ズムの実装、ユーザーインターフェイスの作成、他の言語で書かれたプログラ
ムとのインターフェースが可能 Pythonはいくつかの二面研究事業が利用する基
本言語となる。シンポジウムで紹介された新しいソフトウェアソリューション
の1に、PV Lighthouseがある。SunSolveと呼ばれるこの製品は、ミクロンレベ
ルのレイトレーシングと、オープンソースの電子回路シミュレータであるSPIC
Eを組み合わせたもの。太陽電池およびモジュール研究者向けの商用ソリューシ
ョンであるSunSolveは、現在、太陽光発電システムの年間歩留まりの解決に拡
張されている。サイプレスクリーク再生可能エネルギーと共同で、その最初の
テストは2018年にNRELにより測定された気象データで両面システムをシミュレ
ートし、20億の光線でそれぞれのシステム構成の解をえることにある。全体
として、PV Lighthouseテストは、直接光と拡散光のスペクトル変動、および
地面、トルクチューブ、モジュールのスペクトルと角度の依存性を説明。それ
はまた、モジュール温度と、不均一な照明によるモジュール内の電流の不一致、
特に裏面問題を説明。このソフトウェアテストでは、アレイ内のさまざまな場
所にあるパネルも調査し、アレイの端にあるモジュールの方がアレイの中心に
あるモジュールと比較して高い電流不一致と高い歩留まりを示す。

PV Lighthouseが計算したパフォーマンスメトリクスの中で、セル間のミスマ
ッチはエッジモジュールで約50%大きく、アルベドに強く依存していること
がわかる。SunSolveは、スペクトル効果、電流ミスマッチ、トルクチューブシ
ェーディング、入射角(詳細な粒度レベルまで)を考慮に入れることがで、こ
れらの要因を直接解決できないPVsystの優れたコンパニオンプログラムになる。
別の最近の一連のレイトレーシング実験で、アレイエッジブライトニングのレ
イトレーシングシミュレーションはトラッカー行の終わりで後方放射照度の
15~25%の増加を示唆、最大20%の中央に取り付けられたトルクチュー
ブからの損失、複数の影の作成。

Ayalaと共同研究者は、NRELのV3 Bifacial Radianceソフトウェアを使用し、
テーブルの高さやトルクチューブのクリアランス、トルクチューブ上のテー
ブル間隔、4種類の幾何学的形状のトルクチューブの差別化など、さまざまな
側面のパフォーマンスを測定。Ayalaとチームによって分析された1つの新し
い両面アプリケーションは、カーポートまたはキャノピーでの両面パネルの
パフォーマンスでした。同解析によると、天蓋下の車両の位置を検出し、車
を出し入れしたときのアルベドの差を計算するのに十分な感度があったとい
う。DNV GLは、今年末までにSolarFarmerソフトウェアを最適化して、固定チ
ルトからトラッカーまでの両面的な実積拡大を目指す。DNV GLの固定チルト
バイフェイシャルの作品は、とりわけ、フェイシャルフェイシャルパネルが
30度のチルトでよりよく機能するのに対して、モノフェイシャルパネルは25
度で最もよく動作することを示した。SolarFarmerは、完全な3Dシェーディン
グと計算モデルを含み、複雑な地形とシェーディング障害物を処理するPVプ
ラント設計製品である。

GE12MW洋上風力タービン用ナセルを初出荷

Haliade-Xはテクノロジとコストのバランスが取れており、管理されている場合は、
画期的なものになると期待されている。GEは、同社のSiemens GamesaとMHI Vestas
のオフショア市場のライバルとしての地位を確立を目論んでおり、Haliade-Xと呼ば
れる新しい12メガワットの洋上風力タービン用の最初のナセルの製造を完了させた。
昨年、Haliade-Xのコンセプトを大ファンファーレに発表した後、同社は7月22日
に最初のナセルをフランスのSaint-Nazaireの生産拠点からオランダの陸上試験会場
に出荷することを公表。2台目のナセルは、今年後半に英国海域のオフショアテスト
サイトに出荷され、来年中に「タイプ証明書」を取得すると確信しえいると伝えた。

そのため、Haliade-Xは2021年半ばまでに商用出荷を開始する予定であり、競争力の
あるオークションを中心としたコスト重視の欧州の洋上風力発電市場でシェアを拡大
する。米国調査会社のWood Mackenzie Power&Renewableの世界的な風力供給チェー
ンと技術をカバーする主席アナリストによると、現在販売されている10メガワット
を超えるタービンはない。 Haliade-Xのより大きなローター直径は、タービンのため
の容量係数を増加させ、タービン当たりでより高い「年間エネルギー生産」をもたら
すと語る。しかし、市場でHaliade-Xにはいくつかの潜在的な課題があり、の洋上風
力発電の実績は比較的薄く、15ギガワットを超える(中国のShanghai Electric
とのライセンス契約を含む)、世界規模で約500メガワットの設備容量を持つ。さ
らに、設置船は、タービンが最初に市場登場したときに大型部品に対応する準備がで
きていない可能性があると疑問視されている。

追いつく

すでに陸上風力タービンの世界最大のサプライヤの1つであるGEは、2015年にフラン
スのAlstomを買収して洋上風力発電市場に再び参入。同社は、特にドイツの北海で最
近完成した396メガワットのMerkurプロジェクトと、運用可能な唯一の米国の洋上
風力発電所である30メガワットのブロックアイランドで、オフショア分野でいくつ
かの重要な勝利を挙げた。しかし、6メガワット版のHaliadeプラットフォームは、
これまでにない大型の競合モデルに台無しになり、これまでにない12メガワットの
マシンを発表することで、倍増させている。ドイツ沿岸沖に建設された1台のHaliade
-Xで、1年に推定67ギガワット時の電力を発生させることができる。これは16,000
のヨーロッパの住宅用としてはに十分量となる。Siemens Gamesa Renewable Energy
とMHI Vestasが現在、洋上風力タービンの市場を支配、世界の累計設置容量の約4分
の3を占める。両社のシェアは今後数年間で少し縮小すると予想されているが、これ
は主に中国のサプライヤが急成長し国内市場で台頭したため。

同社は、近年の財務上の課題から抜け出す方法を模索中で、深刻なリストラと数社の
CEOの離脱が特徴のこの時期は、フランスを拠点とする独立型再生可能エネルギー部門
への継続的な投資と信頼を示す。同社はHaliade-Xを市場に投入に積極的に投資されて
いる。Haliade-X用のブレードも、GEの子会社であるLM Wind Powerによってフランス
で製造されている。WoodMacは2023年末までに全世界で70ギガワットの洋上風力発
電設備容量を現在の24ギガワットから増加すると予測。WoodMacによると、GEは202
1年以降、洋上風力発電の市場シェアを大幅に拡大し始めると予想。たとえば、スウェ
ーデンの電力会社Vattenfallは、今後のプロジェクトでHaliade-Xを使用する予定。
GE Renewable Energyの洋上風の責任者はは、声明の中で「Haliade-XはGEにとって優
れた戦略的プロジェクトと述べ、この新製品の商品化を間もなく開始する予定。ブロ
ックアイランドにもかかわらず、雪が降るような米国の洋上風力発電市場でまだブレ
イクアウト注文を勝ち取っていない。先週、Siemens GamesaはØrstedから1.7ギガ
ワットの米国での注文───ニューヨークでの洋上風力調達での受注者に名を連れる



デラウェア州の規模の風力発電所が米国全体に電力を供給

米国が風力発電ですべてに使用するすべての一次エネルギーを生成したいとしたらど
うか。産業、暖房、冷房、出荷、Instagram、仕事への運転など、米国がすべてのエ
ネルギーを使用しているのか。風力タービンはいくつ必要か。アメリカのどのくらい
が大きな白い風車で覆われている?明らかに風力エネルギーは米国の一次エネルギー
の唯一の形態ではないだろう。ソーラー、水力、地熱、バイオ燃料も役割を果たすか。
ソーラーは少なくとも風力発電に匹敵。しかし、サハラ砂漠の砂の部分がソーラーパ
ネルで覆われているように、それは面白くて有益です。このような有用な思考実験を
構築しているのでなければ、あるいはわらの男が手で爆発する傾向のある火炎放射器
で発砲するように建設してるのでなければ、風力や太陽熱だけを使用して米国のエネ
ルギー需要のすべてを生み出すことを提案しない。

いくつかの基本的な仮定をしょう。 US米国内のすべての一次エネルギー源を代替す
予定。wind風力エネルギーだけでそれをやろうとしてい。「風力発電所で実際に消
費されている土地についてのみ説明する。これは、主に風力タービンの基地のこと。
タービンの根元まで土地を使って生産的なことをたくさん行うことができるので、
それらが広げられることはほとんど無関係。グリッドのバランスについて心配するつ
もりはありません。それは実際には他のすべての形態の発電、大陸規模のHVDC、およ
び少しのストレージによって行われるため。
米国は年間どのくらいの一次エネルギーを使用していますか?



ローレンスリバモア国立研究所からのこのエネルギーフローチャートはこれを理解す
るのに重要。多くの人々は、どれだけのエネルギーを置き換える必要があるのかとい
う非常に誤った考えを持つ。このダイアグラムの左側にあるすべてのボックスを数え
るのと同等のことをし、そして膨大な数を思い付くが、実際の数は右側の小さな箱の
近くにあり、その上の大きな灰色の箱はエネルギーを拒絶しています、大部分は化石
燃料を燃やすことからの廃熱の形で。実際に有用なエネルギーは「唯一の」32.7クワ
ッド。クワッドは、1.055×10 ^ 18ジュールまたは1.055エクジュールまでです。文
脈では、クワッドは約1億7200万バレルの石油に相当。実際に置き換えなければなら
ない、風力エネルギーからの発電は、化石燃料よりも発電および使用の点ではるかに
効率的。生成と使用の間のステップがはるかに少ないので、移動する方がはるかに効
率的。すべてのエネルギーの未来が電気である理由の大部分。もちろん、電気も100
%効率的ではない。伝送のためのいくらかの損失、EVのためのバッテリー貯蔵損失、
LEDからの廃熱(白熱灯および蛍光灯よりもはるかに少ないが、それでもなお)など
を取る。熱として使われるとき、それは非常に効率的に熱に変わる。

もちろん、発電量を厳密に測定するのではなく、テラワット時(TWh)で測定。 1衝
突あたり約278 TWhがあり、1年間に風力発電所から約11,500TWhを発電する必要が
あることを意味する。新しい風力発電所は、平均で約40%の容量係数を意味する。1
年間に実際に発電された電力と、1時間ごとにフルネームプレート容量で発電した場
合の発電量との比率。比較に、最近では米国の石炭艦隊が約54%、原子力が約90%、
太陽が約20%運転する。そのため、年間で11,500TWhを発電するには、40%の稼働率
で稼働する十分な風力発電容量が必要。そのため、3.3テラワット(TW)の風力発電
容量が必要。2018年に米国に設置された平均風力タービンの容量は2.6メガワット(
MW)。この平均サイズをベースラインとして使用すると、約126万個必要になる。も
ちろんそれはたくさんある。米国は毎年大量のエネルギーを消費するが、各風力ター
ビンは基地で約4分の1エーカーの土地しか占有しない、実際に風力タービンがあるの
は約470平方マイルに過ぎません。米国は約380万平方マイルなので、陸地の約0.01%
にすぎません。私はアメリカがそれだけの余裕があると思います。結局のところ、デ
ラウェアより少し大きい面積に相当するだけだ。

  


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