研究要旨
月は地球に同じ面を向けたまま約28 日の周期で公転している。従って，月から見た太陽の運動は約28 日周期となり，日光が当たる時間（昼）が約14 日間（2 週間）連続した後，暗黒の時間（夜）も同様に2 週間続く。太陽エネルギーの得られない2 週間について，太陽光発電以外の方法でエネルギーを得る方途の模索は，月面への移住，あるいは月面基地の設置を考えるにあたって不可欠といえる。そこで，本研究では，太陽光発電以外の自然エネルギーの活用について検討・提案することを目的とし，夜間の持続可能な発電方法として「バイナリー発電」の実現可能性について考察する。
月面の夜は2 週間続き，地表温度は-170°C に低下する過酷な世界である。このような環境下には，利用可能な自然エネルギーは一見存在しないように思えるが，0.4 m 程度掘削した地表面下では，-22°C 前後の一定の温度に保たれているという報告がある（Paige et al. 2010）。この150°C 近い温度差は，夜間の月面で得られる自然エネルギーとして多大なポテンシャルを有すると期待される。そこで本研究は，地中熱との温度差で動作するバイナリー発電が，夜間の月面で稼働できるための適切な熱媒体を選定し，夜間の有効な発電方法の確立を試みた。
著者
桒原 幹人・的野 祥人・北尾 早来紗・扇 芽衣・衛藤 直純・田中 潤
Title
A progressive method to generate nocturnal electric power using the lunar natural energy
Abstract
Since nighttime lasts two weeks per month on the moon, any human activity using energy from a photovoltaic system is limited. Therefore, this paper suggests a method of generating electrical power sing the moon’s natural energy during nighttime; specifically, a ‘binary cycle power generation system’ to harvest constant energy by utilizing an approximate temperature gap of 150°C between -22°C of the underground temperature and -170°C on the lunar surface. Using a 13.1 t/h flow rate of carbon tetrafluoride (CF4) as a refrigerant to determine the optimal turbine inlet and outlet conditions in pressure and temperature (2.0 MPa/-46°C and 0.05 MPa/-138°C, espectively), the generated electric power was eventually estimated as 100 kW.
Author
Kuwahara M., Matono S., Kitao S., Ogi M., Eto N., Tanaka J.