研究課題/領域番号 |
18K13260
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研究機関 | 東京農業大学 |
研究代表者 |
實野 雅太 東京農業大学, その他部局等, 助教 (80808105)
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研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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キーワード | 淡水化装置 / 太陽熱 |
研究実績の概要 |
文部科学省が定める中学校学習指導要領において、技術科教育の領域としてエネルギー変換に関する技術を学習させることが明記されている。次期学習指導要領の改訂では技術の見方・考え方を働かせ、ものづくりの活動を行うこととされている。そのため、自然エネルギーを利用した淡水化装置の開発・研究を行い、これを学校教育に還元できるよう教材化することで、世界で起きている貧困や飢餓などの諸問題に対し中学生が主体的に解決を図ろうとする能力と態度の育成を目的としている。この淡水化装置は乾燥地などで現地の人でも使用できるよう簡易な構造となっており、太陽光を集光し太陽熱により加熱・蒸留を行うものである。 本研究の太陽熱を利用した海水淡水化装置は、太陽熱温水器に使用される二重ガラス吸熱管とそれを囲むCPC(Compound Parabolic Concentrator:複合パラボラ集光器)を採用し、集めた熱を使って吸熱管内で海水の蒸発を行う。これによりエネルギーをその場で利用することが可能となり、エネルギー損失を抑えることが出来る。二重ガラス吸熱管を使用した淡水化装置の蒸留量の測定を行った結果、1本の吸熱管につき1日1.89リットルの淡水を作り出すことができると分かった。 しかし、二重ガラス吸熱管はガラスの性質上危険も多い。取り扱いを繊細にしなければならないだけでなく、空焚きした二重ガラス吸熱管に原水を注入するとひび割れなどを起こたり、CPCにより太陽光線を集め過ぎてしまう課題点も明らかになった。 そこで、平板型の太陽集熱器を用いることで安全面を向上させた淡水化教材を開発できないかと検討している。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
二重ガラス吸熱管を用いた淡水化装置では装置の取り扱いに多少の危険な部分があるものの、断熱現象など生徒にとっても興味深い教材となる可能性は十分にあり、二重ガラス吸熱管を用いた教材で授業実践を行うことは可能であると考えられる。また、平板型の太陽集熱器を用いた淡水化装置もより安全であれば授業実践に向けて検討していく。
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今後の研究の推進方策 |
平板型の太陽集熱器を用いた淡水化装置の開発と改良を急ぐ。試作器では熱効率が低く、より効率的に太陽熱を蒸留に使用できるようにしていく必要がある。また、二重ガラス吸熱管の淡水化装置も使い方に多少の知識を必要とするため、より簡易な使用方法を検討していく。
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次年度使用額が生じた理由 |
概ね予定通りの使用であったが端数が生じたため。次年度使用額は少額であるために次年度の使用計画に盛り込み、使用していく予定である。
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