「地熱発電」 元未来科学技術情報館技術相談員 むかし ひとびと 尾崎 哲 く 地熱は、昔 から、さまざまな形で人々の暮らしに役立ってきました。地熱発電のほかにも、 温泉や温水を利用した温室などがあります。しかし、地熱はどこでも利用できるわけでは ありません。 地熱のいろいろを学んでみましょう。 地球温暖化対策として、今、地熱発電が期待されています。火山地帯では、地中から出る 高温の蒸気や温水を利用して地熱発電が行われています。 日本は火山地帯にあるので、地熱を利用できる場所がたくさんあります。地中の温水を利 ひとびと 用する温泉は、あちこちにあって、多くの人々が保養に利用しています。温水プールや熱 あ 帯・亜熱帯植物園などもありますね。 地熱発電模型を作って、熱利用のあれこれを体験してみましょう。 1 １．地熱とは ① 地熱とは、 ② 地球 地球 が内部で生み出すエネルギーのことです。 の中心は、高温高圧で、主に鉄（とニッケル）からなる（固体の）合金ででき ていると言われています。 ③ 地球 かく ち かく かく は、中心部から順に、核、マントル、地殻で構成されていて、外核は液体、マ ントルは固体ですが、極めてゆっくりですが、形を変えていく性質があります。 ④ 地球 たんじょう と は、誕 生 の初期の溶けた状態を経て、冷えて固まってきましたが、初期に得た ふく 熱のほかに、岩石に含まれる、ウランやトリウムなどの『放射性物質』から出る熱があ かく って、地熱の元になっています。地球の中心部（核）の温度は約６０００℃といわれ、 かがや 太陽の表面と同じくらいの温度で光り 輝 いていますが、その外側には約２９００ｋｍ ち かく もの厚さのマントルと地殻があるので、地球の表面付近は約１５℃と低く保たれていま す。 ⑤ 地球 の表面では、平均して１平方メートル当り８７ｍＷのエネルギーが熱として放 出されています。 ⑥ 火山地帯では、地下１０ｋｍ辺りまで１０００℃近い高温の マグマ じょうしょう が 上 昇 してい あた て、地下水に熱を与えています。 ２．地熱の利用 ① 地熱を利用する身近な例をあげてください。 （ ② ゴミ焼却熱利用、廃熱利用、など 温度差発電、食品貯蔵、など ） 地熱発電は、マグマの熱で水を蒸気に変えてタービンを回し、タービンにつながった 発電機 ⑤ ） 雪や氷などの冷たい熱も熱の利用です。自然の冷熱を利用する例をあげてください。 （ ④ ） （人工の）熱をエネルギーとして利用する例をあげてください。 （ ③ 地熱発電、温泉、温水プール、温室、など を回して発電します。 熱エネルギーは、 低温源の 温度 温度 に比例しますが、外に取り出せるエネルギーは、高温源と 差に比例します。 2 ３．地熱発電模型 ３．１．用意するもの はば ① 板材（幅１０ｃｍ、長さ１５ｃｍ、厚さ１ｃｍ程度のもの） ② ペルチェ素子（５Ａタイプ） ③ 太陽電池用モーター（マブチＲＦ−５００ＴＢ相当） ④ プロペラ（小、風力発電用） ⑤ アルミ板（幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚さ１ｍｍ）×２ ⑥ ミノ虫クリップ付きリード線（赤 はば はっぽう はば はっぽう はば １０ｃｍ、黒 １０ｃｍ） ⑦ 発泡スチロール・板（幅１０ｃｍ、長さ１０ｃｍ、厚さ１０ｍｍ） ⑧ 発泡スチロール・板（幅３．５ｃｍ、長さ１３ｃｍ、厚さ２ｍｍ）×２ ３．２．使う道具など ① ハサミ ② 両面テープ ③ 急速冷 却 剤 ④ 使い捨てカイロ ⑤ ものさし ⑥ カッター ⑦ カッティングマット ⑧ ドライヤー れいきゃくざい ＊ミノ虫クリップ付きリード線は事前加工（ハンダ／ハンダごて、ペンチが必要） は ＊板材のモーター取り付け穴は事前加工（ドリル／ドリル刃が必要） ！ △ ハンダごては熱くなるので、ヤケドをしないように注意すること． ３．３．作り方 ① たん はっぽう 板材の一端（太陽電池用モーター取り付け穴の反対側）に発泡スチロール・板（厚さ は １０ｍｍ）を両面テープで貼り付ける。 ② はっぽう 発泡スチロール・板（厚さ２ｍｍ）を、長さ６．５ｃｍにカッターで切る。同じもの を３枚つくる。 ③ はっぽう 残りの発泡スチロール・板（厚さ２ｍｍ）から、長さ２．８ｃｍの板をカッターで切 り出す。 ④ はっぽう う １枚のアルミ板の上に、ペルチェ素子を中心に置き、周囲を発泡スチロールの板で埋め はっぽう は るように配置して、発泡スチロールの板を両面テープでアルミ板に貼り付ける。 ⑤ はっぽう は かぶ は 発泡スチロールの板（上面）に両面テープを貼り、もう１枚のアルミ板を上に被せて貼 り合せる。 た んし ⑥ ミノ虫クリップ付きリード線を、太陽電池用モーターの端子にハンダ付けする。 ⑦ 太陽電池用モーターの裏面の凸部を、板材の穴に差し込んで固定する。 ⑧ 太陽電池用モーターのリード線のミノ虫クリップを、ペルチェ素子のリード線にはさ とつ む。 3 ３．４．使い方 れいきゃくざい れいきゃく ① アルミ板の上面に、急速冷 却 剤 を冷 却 状態にして置き、下面に手を置いてみる。 ② アルミ板の上面に、急速冷 却 剤 を冷 却 状態にして置き、下面に使い捨てカイロを発熱 れいきゃくざい れいきゃく 状態にして置いてみる。 ③ ドライヤーの熱風で上面を加熱してみる。 【地熱発電模型完成図】 4
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