【研究分野】エネルギー学一般

【研究領域課題番号】11680506 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

宇宙太陽発電 / 太陽発電衛星 / レクテナ / 電力事業 / 宇宙輸送コスト / 環境負荷 / 発電単価 / シミュレーション

【研究成果の概要】

「SPS2000」と呼ばれる太陽発電衛星(SPS)のパイロット・プラントに係る国際実証実験プロジェクトでは、赤道上の低軌道(高度1,100Km)を周回する人工衛星から宇宙空間に展開した太陽電池により発電される電力(出力:10Mw)をマイクロ波ビームにより赤道上の発展途上国(レクテナ国)に間欠的に送電し、このマイクロ波ビームを地上で受電して電力に変換するレクテナ(受電アンテナ)により、レクテナ近傍の周辺住民に電力エネルギーを供給する。
赤道周辺の±3緯度以内に現在15箇所予定されているレクテナに対して、一周100分(6000秒)につきビーム継続時間が最大で200秒となるマイクロ波ビームのオン・オフ及びビーム方向の制御が必要となる。これにはSPS自体の挙動や太陽の方向等の様々な影響を考慮に入れなければならない。
このように変動する状況の中で、SPSオペレーションに係るマイクロ波ビームの送電強度の変化や、レクテナとの関係による方向制御とオン・オフ制御の予見可能な実態を、あらかじめシミュレーションにより明らかにし、これをレクテナやSPSの設計にフィードバックし、これらに課せられるリクワイヤメントをより精緻化した。
その際、各レクテナ国の研究者の便を図り、研究活動、その相互発展を促進するため、シミュレーション・プログラムを複数化し、またコンピュータ・グラフィックス(CG)に出力するという形で、SPSオペレーションを一つのシミュレーション・モデルとして実現した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1999 - 2000

【配分額】3,600千円 (直接経費: 3,600千円)

【研究分野】社会システム工学

【研究領域課題番号】09558045 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

宇宙太陽発電 / 太陽発電衛星 / レクテナ / 電力産業 / 宇宙輸送コスト / 環境負荷 / 発電単価 / シミュレーション / 電力事業

【研究成果の概要】

「SRS2000」と呼ばれる太陽発電衛星(SRS)のパイロットプラントにおいて、赤道上の低軌道を周回する人工衛星から太陽電池で発電される電力をマイクロ波ビームより赤道上の発展途上国(レクテナ国)へ送電し、これを受電して再び電力に変換するレクテナ(受電アンテナ)によりレクテナ近傍の周辺地域住民へ電力エネルギーを供給するという国際プロジェクトに関し、SRS自体と赤道諸国によるレクテナの運営計画とには相互連関性が不可避であることから、予めこの関係をシミュレーションの手法により明確にする必要があった。
2ヵ年にわたって行われた本研究計画では、初年度の研究実施計画として、SRSやレクテナの運営に係るシミュレーション・プログラムが開発され、またレクテナ国関係者への説明の媒介としてデモンストレーション・プログラム(英語版)も開発され、一部ではあるが、グラフィカル・シミュレーションも行われるようになった。
本年度は前年度に引き続き、シミュレーション・プログラムのアップデートが行われ、また科研費国際学術研究「太陽発電衛星の受電施設の設置に関する現地調査」に係る本年度実施計画と歩調を合わせて、ここで開発されたシミュレーション・モデルが早速、コロンビアやナウル・キリバスでの説明に用いられ、好評を得た。
シミュレーション・プログラムとそのモデル適用事例については、Hideo Matsuoka et al,"Computer Simulation of Energy Reception and Utilization by SPS 2000 Rectennas"に取りまとめられている。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】1997 - 1998

【配分額】4,500千円 (直接経費: 4,500千円)