ChatGPTによる太陽光発電所の安全性回答2023年04月20日 06:21

 ドイツでは原発が全廃されたが、太陽光発電など再生可能エネルギーに依存する場合は、蓄電池など電力エネルギーの蓄積方法の開発を急ぐ必要性があるようだ。水素製造によるエネルギー蓄積のほうが実用化は近いかもしれない。

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 ChatGPTに対する質問:
太陽光発電所の出力制御装置で何パーセント発電能力を減少できますか。

仮に電力需要が50%減少し、すべての発電所が太陽光発電所だった場合、蓄電池がなければ、どんな事故が発生しますか。

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 ChatGPTの回答:
一般的に、太陽光発電所では、出力制御装置により、最大出力の10~20%程度を減少させることが可能であるとされています。ただし、出力制御装置を使用して発電量を減らす場合、発電量を抑制するために太陽光パネルの電圧が上がることがあり、太陽光パネルの寿命を縮めることがあるため、長期間にわたって使用する場合は注意が必要です。

太陽光発電所の出力は、太陽光の当たる時間帯にのみ発電が可能であるため、天候や季節によって発電量が大きく変動します。一方で、電力需要は日中と夜間で大きく異なるため、需要と供給が一致しない状況が生じる可能性があります。

もし、電力需要が50%減少し、すべての発電所が太陽光発電所で蓄電池がない場合、以下のような事故が発生する可能性があります。

過電圧: 需要が減少すると、電力系統に余剰の電力が流れ込み、過電圧が発生する可能性があります。過電圧が発生すると、電力設備に損害を与えることがあるため、保護装置が作動し、電力の供給が遮断される場合があります。

電圧不足: 需要が減少すると、逆に太陽光発電所からの電力供給が増えるため、電圧が低下する可能性があります。電圧が低下すると、電力設備の動作に支障をきたすことがあり、また、家庭などで電化製品が故障する可能性もあります。

電力不足: 需要が急激に減少すると、太陽光発電所の出力制御装置で発電能力を減らしたとしても、電力不足が生じる可能性があります。これにより、電力不足が長期間続くと、停電やブラックアウトなどの深刻な事故が発生する可能性があります。

このような事故を防止するためには、蓄電池や他の発電手段を組み合わせたり、電力の需要と供給を適切に調整することが必要です。

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 日本は島国なので、ヨーロッパのような電力網がない。他国との電力需給調整が難しいので、電圧を一定に維持するには、蓄電手段が欠かせないということになりそうだ。簡単に太陽光発電量を抑えるには、太陽光パネルに可動式の屋根をつけるか、日焼け防止クリームのような遮へい手段を設ければいいのかもしれないが別の公害に繋がる可能性が大きい。

 やはり、安価で確実な蓄電装置の開発が急がれる。EV蓄電では何年分の電気代になるのか見当もつかない。

大規模停電時の発電会社と送電会社の責任擦り合い2023年03月08日 10:21

 今朝のモーニングショーで、電力料金値上げに絡み、発電会社と送電会社を完全分離すべきであるとの議論があった。その際、レポーターがカリフォルニアでの大規模停電に言及していた。
 詳しくは下記サイトにある。
https://project.nikkeibp.co.jp/ms/atcl/19/feature/00003/082400035/?ST=msb&P=3

 2020年8月14日夕方に始まった大停電が破滅的な事態となったらしい。そして、送電管理機関の不手際で、発電会社と送電会社が責任を擦り付け合う事態となり、各家庭は自家発電設備を準備するという状況になったそうだ。

 その原因は、太陽光発電が夕方発電供給能力を落とす一方、電力需要が夕方から増大するための需給ミスマッチである。
 これは、再エネが主要電源の場合には良くあることで、電気エネルギーが安価に貯蔵できる方法がない現在、どうしようもないことである。

 電力系統の増強に必要な投資額は最大4.8兆円と言われている。これは大型原発20基分に当たる。また、谷や山を越える系統整備には金だけでなく、時間も必要である。

 発電会社も送電会社も利益追求企業であるので、余裕をもった運用などはするはずがない。1970年代のオイルショックでは、暖房も不十分ななか、多大な被害を国民は受けたが、石油会社がその責任を取るはずもない。結局国の費用で石油備蓄基地を作っただけである。

 このような現状をどうすればいいのか。ニュースショーでは全国の送電網を繋げば、停電リスクは回避できるというコメントがあったが、日本全体に匹敵する大送電網をカリフォルニアの送電会社PG&Eは保有している。カリフォルニアの総面積は日本よりも約8%大きい。しかもすべて陸続きである。それでも大規模停電は発生したのである。
 カリフォルニアの大停電はこれが初めてではない。2000年から翌年にかけても発生したし、2022年にも発生している。EV充電規制も行われたようだ。

 では現状どうすればいいのか。それは計画停電である。これは、国の責任で行わなければならない。そのリスクを発電会社や送電会社に負わせることはできないし、停電を強制することも、会社にはできないはずである。水供給と同じく、給電はインフラの基本なのである。

 電力自由化というならば、計画停電法案を整備し、そのリスクを負担できる会社だけが発電、送電業界に参入できる仕組みを早急に作り上げる必要がある。今年の夏も暑いし、燃料は高騰しているのだから。

原発避難計画の前提条件を見直すのが最優先ではないか2023年03月06日 10:20

 Yahooニュースによれば、大雪の際の原発事故の際、車の渋滞などの影響で困難となり予定通りの避難計画の実施が危ぶまれている。

 福島事故においては、避難の際の混乱で多くの事故関連死傷者が出た。これは、厚労省など関連部局の指示が混乱したためであるが、その前提条件である被ばく基準がICRPによる管理基準を採用したことが大きい。管理基準では一般人や放射線職業従事者の年間線量を規定しているが、事故時の特殊な状況における基準とはけた違いに小さい制限値となっている。その根拠も薄弱である。

 更に、ICRP基準そのものが、広島・長崎の原爆被ばく者の発がんデータに依拠している。これは、瞬間被ばくによる高線量率被ばくに対する身体影響のデータである。これと、原発事故のような長時間低線量率被ばくでは影響が大きく異なる。放射線がん治療は数十時間に亘る低線量率被ばくなので、健全細胞におけるがん発生は報告されておらず、がん細胞だけが損傷を受ける。

 このようなICRP基準に従って、避難計画を立てること自体が大きな問題である。即ち、原爆における被ばく状況と、原発事故による被ばくの混同をICRP自身が犯しており、その前提条件を見直さない限り、福島のように事故関連死は生じるが、被ばくによる身体影響は検出されないという問題が再度生じることになる。

 関係者は、ICRP基準の適用という前提条件から見直して避難計画を立案すべきである。

ポータブルエアバッグによる衝撃吸収2023年03月03日 01:37

 非常用の浮き輪といえるものが市販されている。
長さ5cm程度の小さな窒素ボンベと折りたたまれたビニールでできたドーナツを連結したもので、ボンベの栓を開くことで浮き輪状になる。
https://kingii-international.com/

 ボンベの栓は梃で一瞬に開くことができる。
この非常用浮き輪を左手首に付けておいてもそれほど邪魔にはならない。これをポータブルなエアバッグとして利用することを考える。

 列車事故などで衝撃を感じた瞬間にこの浮き輪を開く。(右手でボンベの栓を開ける。)
 雲が良ければ、浮き輪が衝撃吸収材になって、頭への致命的なダメージを防ぐことができる。

 これでどの程度衝撃を和らげられるだろうか。
 エアバッグや頭部衝撃力の実験例を参考に検討してみた。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaia1979/74/747/74_747_1453/_pdf
https://www.jstage.jst.go.jp/article/sposun1991/4/1/4_1_29/_pdf

これらから、時速50キロ程度ならば衝撃力は1000N程度であり、
頭部骨折の限界平均8000Nよりも一桁小さい。即ち速度と衝撃力が比例すると仮定するならば骨折までは至らずに済む可能性がある。
 
後は、瞬間的にこのポータブルエアバッグを如何に早く開けるかの訓練をすればよい。

バイク用エアバッグよりは実用性が高いと思われる。
ただ、これらの話も新幹線座席にエアバッグを組み込めば解決されるので、JR各社が早急に開発するのが一番である。

ポータブルシートベルトの勧め2023年03月02日 06:31

 CNNの報道によれば、ギリシャでの列車事故で36人が亡くなった。重傷者は更に多いであろう。
 高速の列車での死亡事故は、座席から投げ出されて前方の固形物に衝突した際の加速度即ち過重による身体損傷が原因である。これからは原理的に、新幹線でも発生する。

 この災害を個人の責任で防ぐ方法がある。
 それは登山用で主に使われているハーネスを装着し、座席に固定する工夫である。

 登山用ハーネスにはいろいろなタイプがあるが、あまり目立たないようにするには腰回りだけのシットハーネスが良いだろう。
 シットハーネスを付け、長いコートを着ればまず分からない。

 空いている座席を選んで座り、シットハーネスに装着したカラビナに短いシュリンゲ(細い登山用ザイルをリング状にしたもの)を左右のひじ掛けに通して固定する。それだけである。

 これに拠って座席やひじ掛けに傷をつける心配はない。衝突時にはシュリンゲによる衝撃力でひじ掛けに傷がつくかもしれないが、それは許容されるだろう。

 そんな心配を乗客がしなくても済むよう、早急に新幹線用のシートベルトを整備してもらいたい。日本は地震大国である。新幹線がまともに大地震に遭ったなら数万の死亡、重症者が出てもおかしくはない。

新幹線にエアバッグとシートベルトを付けるべきだ2023年02月24日 05:31

 また、のぞみで異常が検知された。空気バネの異常らしいが、台車そのものの問題かもしれない。台車にひびがはいったまま、走行していたという過去もある。神戸大震災があと1時間後だったら、新幹線は脱線していた。そろそろ新幹線で大事故が発生してもおかしくはない。

 では、受動安全性として、どのような対策があるだろうか。
現在、飛行機や車などで実用化されている設備を付けるのが最も安価で容易だろう。

 即ち、エアバッグとシートベルトである。車と違って、新幹線の事故ではほぼ進行方向への衝撃だろうから、エアバッグの有効性は高いが、速度も3倍だからシートベルトへの衝撃力は9倍になるはずだ。これに耐えられるシートベルトの形状、材質の開発が必要だ。また、エアバッグを組み込んだシートの開発も必要になる。シート自体を後ろ向きにするという形態もあり得るが、それは乗客に受け入れられないだろう。慰安旅行でボックス席配置にしたい客も必ずいる。

 いずれにせよ、高速道路でなくても、多くの日本人はシートベルトには慣れている。後は、JR側が至急高速に耐えられるシートベルト、エアバッグの開発を進め、想定される脱線事故状況での客の命を守れるよう設備の改善を行う時期である。

 多少の体表面へのダメージは許容しても良い。車の事故でも100キロで衝突した場合に無傷ということはあり得ないのだから。ただ、致命的な障害だけは生じないよう早急に開発をしてもらいたい。

 昔、ある地震学者の先生が、新幹線には乗らず、出張は必ず空の便を使っていたという話を思い出したが、地震だけではなく、台車など車両の不具合もあり得る時代になってきたのだから。

再度福島トリチウム水の電気分解について2023年02月17日 05:44

 福島トリチウム水の海洋放出に関し、貯蔵容量が残り少なく放出時期が迫っているが、風評被害による反対が続いているとの報道があった。

 ではトリチウム水を電気分解できる可能性はどの程度か。

水を電気分解するための必要電力量は2.94kWh/Nm3
だそうだ。
https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=&ved=2ahUKEwi18p-s8Jr9AhVZm1YBHXtPCagQFnoECAkQAQ&url=https%3A%2F%2Fwww.hess.jp%2FSearch%2Fdata%2F33-01-019.pdf&usg=AOvVaw0KDj7kHG3xUDDjopJ20Dcg

この値から水1万トンの電気分解には
2.94×22.4/1000×1E10/18=366kWh
掛かるが意外に小さい。
生成される水素は約360トンである。酸素は空中に放出してもよいし、液体酸素として利用することもできる。

水素はZr金属に吸着するか、液化水素にすればよい。
Zr金属は使用済み燃料を再処理すれば大量に排出される。
Zrの準備が間に合わないのであれば、当面は水素の液化をすることになるが、その技術は確立されているし、コストも問題にはならない。問題は貯蔵費用であるが、冷却用電力は断熱性の高いタンクの利用で、現在の水素ステーション(2トン貯蔵で1億円程度)よりも安くできるだろう。即ち、当面は最大で5000憶を出せばよい。この予算は福島事故対応政府予算想定21.5兆円の5%である。水素利用技術の進展により貯蔵コストは大幅に下がるはずである。
 
なぜ、このような方策を検討しないのだろうか。
政府の関連サイトには説明は見当たらない。

高速道路での立ち往生を防ぐ方策2023年01月26日 03:42

 また、高速道路の数か所で10キロを超える立ち往生が生じた。一部救急車もでるような非常事態である。更に高齢化社会になった場合、電気自動車であったとしても、解決できない状況は今後、何度も生じる。

 これを防ぐのは容易ではないが、最も可能性く、比較的容易なのは、高速道路に数キロおきに出口を設置することではないだろうか。

 現在、高速道路のICは約2000か所、総延長は約9000キロなので、
平均5キロおきにあるはずだが、中央分離帯で分離されていることを考慮すると、10キロおきになる。今回の立ち往生長さと同等だ。

 10キロは2時間歩かなければならない距離である。雪道なら3時間はかかる。

 この距離を短くしたい。その方策は比較的簡単である。

「中央分離帯を1キロごとに外せるようにする。」

中央分離帯を外せるようにしておけば、立ち往生発生区間の反対側を通行止めにし、スタック車両の後ろから中央分離帯をまたいで逆走させればよいだけである。

 これなら比較的簡単で、多少の工事はいるが、今すぐにでも実施可能だろう。



 長期的には、このようなやや変則的な運用に頼らない方法がある。
それは、

「高速道路の非常用出口を原則2キロおきに設置する。」

という方策である。

 この非常用出口は上り、下りの一方だけでよい。

 この非常用出口は通常は閉鎖されていて、出入りは出来ないようにする。今回のような天気予報で積雪が予想されている場合のみ出口が利用できるようにする。

 2キロおきならば全国で約4000か所であり、出口専用、片側のみなので、実質1000か所の整備で済む。

 この非常用出口をどう利用するかがポイントとなる。

 降雪で立ち往生の場合、その前に、急激な降雪量の増加がある。
即ち、1時間当たり5センチ程度の積雪である。このような状態になったら、入り口は閉鎖し、高速道路上の車両は全て、この非常用出口から出るよう指示する。

 仮にスタック車両があっても、立ち往生の最大距離は2キロである。最後尾車両から順にバックで戻り、非常用出口からでることで、積雪量増大前に高速道路上から脱出できる。

 非常用なので、通常は利用されず、近隣住民の反対も少ないだろう。また、一般道路への接続道路は山間部を除けばそれほど長くなくて済む。
 山間地は上記の中央分離帯を外して逆走脱出でも対応可能だろう。

スタッドレス靴とスパイクゴム底2023年01月25日 05:09

 東北地方に住む友人がスタッドレスゴム底の靴を持っているという。
ネットで調べたら、スタッドレスブーツと称して、クルミ入りのゴム底のシューズが多数ある。車のスタッドレスにもクルミ入りのタイヤがあったので、靴への応用だろう。靴底もクルミ無しのものもあるようだ。

 私は靴底に付けられるゴムに小さな金属スパイクの付いたスパイクゴム底の滑り止めを持っているが、路面を傷めないためにはスタッドレス靴のほうが良いだろうか。

 調べたら、スタッドレスゴム底という両者の良い所取りのような商品もあった。

 優劣比較をすると以下のようになる。(個人の感想です。)

        スタッドレス靴  スパイクゴム底  スタッドレスゴム底

価格      数千円以上   500~1000円  1000~2000円
 
滑り止め性能(氷)  〇       ◎          〇

滑り止め性能(雪)  ◎       〇          〇

環境性能        〇       △          ◎

今朝はどうなるだろうか。

どうもワークマンにも滑り止め用品があるようだ。
(なお、ワークマンとは利益相反はありません。)

核保有国の敗北は核戦争を誘発する訳ではない2023年01月21日 05:27

このロシアのメドベージェフ前大統領の発言は脅しだろうが本当に有効だろうか。

https://www.yomiuri.co.jp/world/20230120-OYT1T50149/?from=yhd&ref=yahoo

だが、必ずしも核戦争を誘発する訳ではない。

 第一の核保有国である米国はベトナム戦争やアフガニスタンで敗北したが核戦争は起こらなかった。ロシアも指導部が正常なら起りはしない。
 指導部が正常でないなら、敗北しなくても起こり得る。これが正しい認識だろう。

 今や日本もロシアの仮想敵国になっていることがロシアの官製メディアを見ていると分かる。

 https://sputniknews.jp/

この脅しを日本にも向けられないようにするには、まず、首都機能の地方分散と防衛力強化が必要だ。敵基地攻撃能力以前の問題を忘れているのではないだろうか。