🏠
🏠
| 仕分 | 支出 | 備考 | |
|---|---|---|---|
| 住居費 | 76000 | ||
| 食費 | 90000 | ||
| 通信 | 20000 | ||
| 車の維持費・燃料費 | 50000 | ガソリン代 170円/L | |
| 電気代・ガス代 | 25000 | 夏 ガス代10000円として、 30円 kWhとして、500kWh | |
| 35000 | 冬 | ||
| 水道代 | 7000 | 夏 水道給水 356L /人日 し尿収集量 1.6L /世帯日 | |
| 5000 | 冬 |
米沢キャンパスだけで、 1500kWもの 電力を使っています。 太陽光発電で賄えるのは、 昼間の日光があるときで、せいぜい30kW。 再生可能エネルギー の太陽光だけでは、電気が全然足りません。
スマートグリッドでは、 センサーを使って電力を計測し、インターネットの通信を使って、発電量を制御します。気候に左右されやすい再生可能エネルギーでは、余剰電力を電池に蓄えます。
米沢キャンパスだけで、 1500kWもの 電力を使っています。 太陽光発電で賄えるのは、 昼間の日光があるときで、せいぜい30kW。 再生可能エネルギー の太陽光だけでは、電気が全然足りません。
スマートグリッドでは、 センサーを使って電力を計測し、 インターネットの通信を使って、 発電量を制御します。 気候 に左右されやすい再生可能エネルギーでは、余剰電力を 電池 に蓄えます。
XMLでデータ交換することもできます。
英語ではエナジーと言う。日本ではドイツ語のエネルギーと言う。１９６３年からアニメ放映された手塚治虫の「鉄腕アトム」でドイツ語の「エネルギー」が国民に定着してしまった。１９９２年からアニメ放映された「 美少女戦士セーラームーン」では、英語の「エナジー」が使われたが、ドイツ語を払拭するには至らなかったようだ。
水を電気を使わらずに酸素と水素に分解するとしたら、どのような方法が考えられるか？またそのときどのような課題を解決しなければならないか？
| 区分 | 部品 | 材料 | |
|---|---|---|---|
| 建物 | 躯体 | 🏞 木材、鉄骨、ＲＣ | |
| 屋根 | ソーラーパネル、ガルバリウム鋼板、瓦、萱 | ||
| 窓 | 樹脂サッシ、アルミサッシ | ||
| 住宅設備 | 給湯器 、エアコン、 トイレ、 電池（ＥＳＳ）、 パワコン（ＰＣＳ）、 ＨＥＭＳ * | ||
| 基礎 | 鉄筋コンクリート | ||
| 外構 | カーポート、緑地 | ||
| ライフライン | ◇ 水道、電気（ 電池 ）、 ガス、 通信（ネット） |
V2Hとは、 電気自動車の電池を、 住宅の電池(ESS)にリユース することです。 電気自動車の 電池容量は、 40kWh程度とすれば、住宅の電池10kWhの4世帯分に相当します。
しかし安全に リユース するには、バッテリーのインスペクションが欠かせません。
| 工業製品 | システム | 電池の種類 |
|---|---|---|
| 住宅 | 据え置き型電池（卒ＦＩＴ）（ＥＳＳ／ＢＥＳＳ * ） | ＬＩＢ 、建物付属の蓄電池電源設備としての法定耐用年数は６年。 |
| スマホ | 内蔵 | 充電式電池（ ＬＩＢ ） |
| ＰＣ | ＵＰＳ | ＬＩＢ |
| 自動車 | 駆動用 | ＬＩＢ ニッケル水素（ モノポーラ、バイポーラ） |
| 自動車 | 始動用 | 鉛電池（モノポーラ、バイポーラ） |
| リモコン | 乾電池 ×2 | 乾電池 |
| 電動歯ブラシ | 乾電池 | |
| ◇ 時計 | 乾電池 |
エネルギー（電力量・ワットアワー）と仕事率（ワット）は違います！ 蓄電池の電池容量は、電気エネルギ―です。
光熱費を節約したいけど、寒いのはいやですね。家庭で使われるエネルギーは、厨房、給湯、暖房、冷房、照明など。そのうち給湯と暖房が半分以上を占めます。 冬の寒い季節に、暖房で室温 T 〔K〕を上げて、ぽかぽかの生活を送りたいと願うのは今も昔も変わりません。 熱は温度の高い方から低い方へ移動します。暖かい部屋からは常に冷たい外気へ排熱されているのです。暖房費は排熱費と言っていいです。 化学（固体燃料、液体燃料、気体燃料）・電気 輸送にかかる力学的エネルギーがあります。エネルギーの場所を移動するのにも排熱が必要です。固体燃料は備蓄に便利ですが、輸送にエネルギーがかかります。
| 分類 | 項目 | 注釈 |
|---|---|---|
| 給湯 | エコキュート | 🔥熱 |
| 暖房 | 🚂 エアコン（家電リサイクル法対象品） | 🔥熱 |
| 厨房 | 🚂 冷蔵庫（家電リサイクル法対象品） | |
| 電子レンジ | 🌟光 | |
| 湯沸かしポット | ||
| 炊飯器 | ||
| 照明ほか |
照明器具（ＬＥＤ・蛍光灯・白熱電球） ◇ テレビ（家電リサイクル法対象品） 、 パソコン、 スマホ |
|
| 動力 | 洗濯機 |
家電で、生活に必須と思われているのは、冷蔵庫、洗濯機、 スマホなどです。 家庭で使われるエネルギーは、 電気が最も多く、 平均世帯あたり 400～500kWh程度となっています。 次いで、都市ガス、ＬＰガス、灯油となっています。 冷暖房が最も多くなっています。 電気は、そのまま 備蓄ができません。今使っている電気は、今、作っている電気です。
熱エネルギー（電力量）〔Wh〕＝温度〔K〕× 熱容量〔Wh/K〕
熱エネルギー（電力量）〔Wh〕＝温度〔K〕× 比熱〔Wh/kg〕×質量〔kg〕
拡散は熱移動だけでなく イオン移動や物質移動でも起こります。
| 機能 | 区分 | 部品 | 働き |
|---|---|---|---|
| 走る | 動力発生装置 | エンジン（ガソリン・ディーゼル）、モーター、ECU * 、 電池 | |
| 動力伝達装置 | クラッチ、変速機 | ||
| 走行装置 | 車軸、ホイール、タイヤ、フレーム | ||
| 懸架装置 | スプリング、ショックアブソーバ、リンク機構 | ||
| 曲がる | 舵取り装置 | ステアリング | |
| 止まる | 制動装置 | ブレーキ | |
| 支える | 車体・その他 | ボデー、外装、内装、（ガラス、ランプ、メータ）・その他 |
| 物理量 | 単位 | 応用例 | |
|---|---|---|---|
| 物質量 | mol | ||
| 質量分率 （ 重量分率 ） 重量百分率 | 質量% 、wt%、mass%、ppm | 食塩相当量などは、重量百分率のほうがわかりやすいと思う。 | |
| 体積分率 体積百分率 | 体積% 、vol%、ppm | 気体では、 体積分率 と モル分率 と 分圧 は同じ。 二酸化炭素濃度など。 | |
| モル分率 （濃度百分率） | 相対湿度とか。 | ||
| 質量体積分率 （重量体積分率） | 化学的酸素要求量 生物化学酸素要求量 | ||
| 体積モル濃度 | mol/m3 mol/L | 滴定とか。 | |
| 重量モル濃度 | mol/kg | ||
| 質量/体積濃度 | mol/kg |
また，質量百分率（質量パーセント），体積百分率，物質量百分率のような用語は用いる べきではない（後述の計量法は例外） 3 ) 。
溶媒蒸気圧は、ラウールの法則に従い、 ガスの溶解量はヘンリーの法則に従う。 このよう溶液の溶媒または、溶質の化学ポテンシャル μ は、濃度表示法に対応して、各々次式で表される ただし、x,m,Cは、注目成分のモル分率、重量モル分率、容量モル分率を各々示す。 4 )
ファラデー定数は、電気量とモノの架け橋。96500C/molまたは、27kAh/molです。
理想的なコンデンサ（キャパシタ）では、電圧は電気量に比例します。
その比例計数が静電容量です。
理想的な電池では、電圧は一定です。なので静電容量は∞です。
実際の電池では、
電気エネルギーは電気量と電圧の積です。
ここで注意しなければならないのは、右辺のnは、電子の物質量だということだ。
アボガドロ数で割って電子１個あたりに書き直したのが次の式だ。
時代は 電気自動車
航続距離は、電費×電池のエネルギー容量です。 たとえば、電費が7km/kWhで、電池が40kWhなら、航続距離は280kmとなります。
リチウムイオン二次電池の理論エネルギー密度は、580mWh/gです。 40kWhの 電池の重量は68kg。 一方21km/Lで280km走ろうとしたら、ガソリンは13L。ガソリンの密度は0.8kg/m3なので、10.4kg。だんぜんガソリンの方が軽くなります。
トヨタコムス（coms）マイクロモビリティ。ＢＥＶ。でも、充電に使う電気を、火力発電でまかなうとしたら、やっぱり 石炭を燃やし、 熱機関 で動力を得なければなりません。
温室効果ガスである二酸化炭素の増加は危機的状況だ。
2023年6月5日の CO2 濃度は、 推定442ppm。 この100年間で、地球大気中の二酸化炭素の 濃度は1.4倍になった。 前史時代の二酸化炭素濃度は、280ppmでほぼ一定だった。 石炭 を使い始めた産業革命から指数的に増加を始めた。 石油を使い始めてからは指数項が加わった。
今、地球がヤバい。 脱炭素社会 には 再生可能エネルギー の活用が必須。そのためには、 電気エネルギーを 備蓄 する電池が必須なのだ。
二酸化炭素の 生成熱 を熱化学方程式で表すと下のようになります。
| 年号 | 出来事 |
|---|---|
| 1831年（天保2年） | ファラデー電磁誘導の法則 | 1832年（天保3年） | ピクシーダイナモを発明 |
| 1881年（明治14年） | 世界で初めての水力発電 * |
| 1887年（明治20年） | 日本 で初めての火力発電 * |
| 1891年（明治24年） | 日本 ◇ 琵琶湖疏水の落差を利用した「蹴上水力発電所」（水路式、直流、160キロワット） |
| 1963年（昭和38年） | ◇ 黒４ダム |
錆びにくい金属を貴金属と言います。 イオン化傾向は、金属と金属イオンの平衡反応の酸化還元電位に関係があります。 電位が卑なほど、 腐食しやすく、 還元しにくくなります。 電位が貴なほど、 腐食 しにくく、還元しやすいです。
波長530nmの緑色の光ひと粒が持つエネルギーは、225.7105049531kJ/molです。 これは、2.33932449873963eVです。 定圧下の対称でない多原子分子なら6786.68338445252K相当です。
低圧水銀ランプ。 253.7 nm( UV-B ) の波長で、472KJ/mol（4.9eV） 洗浄
184.9 nm(UV-C,VUV) の波長で、647KJ/mol（6.7eV） 酸素分子がラジカルに乖離 。オゾン発生。
再生可能エネルギーとして、太陽光、風力、水力、地熱、バイオマスが規定さてれています。 山形県東置賜郡高畠町に技術開発拠点をおく グリーンパワーテクノ（株）は、バイオマス発電で、資源問題に取り組んでいます。
| 電源分類 | 資源 | 2010実績 | 2030 目標 |
|---|---|---|---|
| 再生可能エネルギー | 10 | 22 | |
| 地熱 | 0 | 1.1 | |
| 🧪 バイオマス | 0 | 4.6 | |
| 💪 風力 | 0 | 1.7 | |
| 🌟 太陽光 | 0 | 7.0 | |
| 💪 水力 | 10 | 9.2 | |
| 原子力 （ ランキンサイクル） | 25 | 22 | |
| 火力 | 65 | 56 | |
| 🧪 ＬＮＧ | 29 | 27 | |
| 🧪 石油 | 10 | 3 | |
| 🧪 石炭 | 26 | 26 |
バイオマスは、カーボンニュートラルという考え方に基づいており、 長期的に二酸化炭素の収支に影響を与えないと考えられています。
| 種類 | 量 | 説明 |
|---|---|---|
| 情報 | 100TB | 動画（約120分）×1000本×100人ぐらい 2TB×40+4TB×12+600GB×17, キャッシュ用SSD |
| 最大電力 | 1600W | 設計最大消費電力,家庭用 〇電子レンジ2台分 |
| 実測電力 | 1600W | ←設計最大消費電力(DB接続不可のため) |
| ⚡年間電力量 (電気エネルギー) |
14025.6kWh | |
| 年間電気代 | 420768円 | 1kWhあたり30円で算出 |
| 年間排二酸化炭素 | 7.2792864t | 東北電力の基礎排出係数0.000519tCO2/kWhより算出 |
| ソーラーパネル面積 | 24㎡ | 1kWあたりに必要なおおよその面積を15㎡として算出 |
| リチウムイオン電池 | 15kWh | 家庭用蓄電池１台分 |
備忘。 7号館のパネルの面積は，忘れました．図面見て計算します． 10kW分のパネルです．7号館は，10kWのシステムが4台，並列でつながっています＜パワコン4台 そのうちの1台が 学術情報基盤センター 米沢分室に送電されています．太陽光の電池は， リチウム電池15kWhです44,730,000円
このマークは本説明資料に掲載している引用箇所以外の著作物について付けられたものです。
銅めっき 米沢高等工業学校本館から 銀電量計を探してみよう。
アノードもカソードも銅だったら、理論分解電圧は何Vになるか？
