Japan Aluminium Association

http: // www.aluminum.or.jp

No.

169

2 0 0 8 N O V.

次世代エネルギーとして注目が集まる太陽光発電。このほど北海道・稚内に日本最大級の太陽光発電所が現れました。敷地面積は14ha、東京ドーム三個分の広さ。発電出力は5MW級、一般家庭約1700世帯に相当します。このビッグプロジェクトに実はアルミニウムも関わっているといいます。さっそ
く現地に飛び取材しました。

アルミナナノホール
ナノメートルサイズの小さな穴に大注目

わずかなすき間でもぴったり接合
ろう付接合部がぬれるってどんなこと？

日本最北端、厳しい気象条件こそ研究にはふさわしい
稚内
今回の取材先

北海道電力（株）

北海道電力（株）
総合研究所太陽光発電プロジェクト推進室室長

三輪 修也 氏

取材にはシステムの構築とその検証を行う北海道電力（株）総合研究所太陽光発電プロジェ
クト推進室三輪室長に対応いただきました。
稚内は強風、寒冷、積雪と、気象条件の厳しいところです。なぜこの地が太陽光発電所に選ばれたのでしょうか。
「今回は電力系統の安定化がメインテーマ。
稚内は電力系統の末端に位置するため、都市などの電力系統の中心部よりも電圧等への影響が出やすく、研究に適しているのです。
また太陽光発電に重要な日射量も年間を通すと東京より4％程度弱いだけです。さらに太陽電池モジュールは気温が低いほど効率が上がるため高いパフォーマンスを発揮します」と三輪室長は説明します。
そしてなにより、稚内は風力発電で成功を収めた場所です。宗谷岬ウインドファームの発電
出力は57MW。稚内市の消費電力の2／3をまかなうほどの規模です。大規模風力発電所にモジュール1枚のサイズは種類により異なるが1〜1.5m2程度。それがずらりと1万2千枚も並ぶ（9月10日現在、発電出力は2MW）、今後発電出力5MWまでモジュールが増設される。

安定供給をめざして、大規模実証研究がスタート

続いて今度は大規模太陽光発電所の導入。
日本の最北端では今、厳しい気象条件を生かして、自然エネルギーの先進的な取り組みが展開されているのです。

厳しい環境からモジュールを守るアルミフレーム

成功のカギをにぎるNAS電池

太陽電池モジュールのフレーム（枠）

太陽光発電の変動する発電出力に対して、力を発揮するのがNASにはアルミニウムが使用されています。

電池です。これはナトリウム（Na）と硫黄（S）を用いた蓄電池で、充放たとえば、ゴビ砂漠に太陽電池モジュールを敷きつめたら、地を中心に始まったのが「稚内メガソーラープロジェクト＊」です。

球上で人間が使っているエネルギーのすべてをまかなうことが北海道・稚内の広大な敷地に発電出力5MW（メガワット）の太耐候性に優れたアルミフレームが厳し電を行うことによって変動出力を平準化します。このNAS電池にもアできると言います。降りそそぐ太陽エネルギーは膨大で、しかも陽電池モジュールを設置。蓄電池（NAS電池）を利用しながらい環境からモジュールを守っています。

ルミニウムが多用されています。電池内の正極容器や安全管に、導無尽蔵です。実際には、わざわざゴビ砂漠のような遠くで発電す安定的な発電システムの構築をめざします。

モジュールは当初、33度の傾斜角度で電性や熱伝導性等に優れたアルミニウムが採用されています。

るよりも、使用地の近くで発電する方が送電ロスが小さく効率的

そしてこのプロジェクトで、使用される多量の太陽電池モジューです。日本のような資源に乏しい国にとって、またCO2排出削減

ルのフレームにはアルミニウムが使用されています。野外で使として、大規模な太陽光発電所は実現が期待されます。

用される太陽電池モジュールのフレームには耐候性に優れたア

しかし大規模太陽光発電所の実現には、まだまだ課題が残っています。天候や日照条件によって太陽光発電の出力は安定しません。このような不安定で大きな電力を既存の送電線に送ると、電圧や周波数等に悪影響を及ぼす可能性があります。そこで平成18年度から（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

ルミニウムが欠かせません。日本の最北端、気候の厳しい稚内設置されましたが、積雪対策のため45●NAS電池の構造度に大きく傾けられました。

正極端子（アルミ製）
負極端子（アルミ製）
アルファアルミナリング（気密接合）

モジュール

ナトリウム極カートリッジ
安全管（アルミ製）
固体電解質管でアルミニウムが活躍しています。
＊稚内メガソーラープロジェクト
正式名は（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構委託事業「大規模電力供給用太陽光発電系統安定化等実証研究」（平成18〜22年度）。北海道電力（株）と稚内市が受託。

アルミフレーム

NAS電池
安定した送電電力をつくるためNAS電池を用いた制御技術の開発が進められている。

正極（硫黄極）電池容器（アルミ製）
資料提供：日本ガイシ（株）

需要が急増、期待あつまる太陽電池モジュール
稚内メガソーラープロジェクトでは10種類の太陽電池モジュールを設置し、性能比較、評価が行われていますが、このうち最も多数のモジュールを納めたメーカーご担当に製品の概要についてお話をうかがいました。

実用化をめざして重視される性能とコスト「また加工のしやすさも理由の一つですね。モジュール表

国内では最大級となる稚内メガソーラー。使用する太陽電池面に付着する汚れを雨水で流モジュールの数も多くなります。今回のプロジェクトでは実用化しやすいようアルミフレームのをめざして、各種モジュールの性能とコストのバランスが比較評

形状を工夫していますが、この価され、導入するモジュールが選定されました。一般的にモジュー防汚仕様の加工もアルミニウ

ルの性能は、単位面積当たりの発電量を示す「変換効率」が目ムによって可能となっています」

安の一つとされます。

太陽電池モジュールは設置後、「1％変換効率が高くなると、7％モジュールの面積を小さく表面が汚れると出力の低下にすることができます。モジュールの面積が小さくなったり枚数が繋がることもあります。そのた少なくなると設置工事費を含めてトータルコストを低減することめメーカーによってはアルミフレーができます。今後の普及にはコストが重要です。そのため太陽ム形状を工夫し、長期にわたる電池メーカーは変換効率の向上にしのぎを削っています」と、（株）性能確保を図っています。

（株）京セラソーラーコーポレーション
営業本部 ES東日本営業部責任者

廣瀬 和生氏

京セラソーラーコーポレーション営業本部ES東日本営業部責任者廣瀬氏は言います。

世界で需要が増加する太陽電池モジュール

同社が納めたモジュールは変換効率が14％前後。これにコストとのバランスが評価され、稚内メガソーラーに多数のモジュー

最近、国内の太陽電池メーカーが相次いで増産計画を発表

ルが採用されることとなりました。平成19年度までに4,816枚しニュースをにぎわしています。これは世界的に太陽電池への需設置され、20年度には8,000枚設置される予定です。

要が高まっているためで、とくにヨーロッパが太陽電池で発電さ太陽電池モジュールに欠かせないアルミフレームました。大規模太陽光発電所の建設も積極的に進められ、世れた電力の高価買取制度を導入してから、急速に需要が拡大し界では発電出力が10MWを超えるメガソーラーがつぎつぎと出
稚内における多数の太陽電池モジュールのフレームにはアルミニウムが使用されています。

現しています。
「いま需要に対して製品が足りない状況です。需要増加に「モジュールのフレームにアルミニウムは欠かせません。軽さ、伴い最近、世界中で太陽電池メーカーが増えましたが、変換効耐候性の良さ、そして比較的安価であること、この3つの要素を率が10％を超えるような高効率モジュールで、日本のメーカーアルミニウムは兼ね備えているからです。軽量であることは施工はトップを走っています。また日本製品は信頼性が高いのが特性を向上させ、また設置する構造物への負担を軽減します。さら長で、これは長年にわたる研究開発によって、改良を重ねてきにモジュールは野外で用いられるため錆にくいことが重要です。

たからに他なりません」

とくに稚内は厳しい環境のため耐候性に優れたアルミニウムが活躍しています」

他国には真似のできない信頼性の高い太陽電池モジュールをつくっていると語る廣瀬氏。太陽電池モジュールとアルミニウ

同社製モジュールは、稚内プロジェクトで使用されるモジュー

ムとの関係は深く、フレームをはじめとしてモジュールをつくる製ルの半分強を占めますが、そのアルミニウム使用量は約30トン造装置にもアルミニウムが多用されています。原油価格の高となっています。

騰に加えて地球温暖化防止と、太陽エネルギーにますます熱い視線がそそがれるなか、今後の成長が大きく期待されます。

アルミフレームに凹加工を施すことによって、モジュール表面にたまる汚れを雨水などで排出できるようにしている。

3

アルミエージ No.169

スペイン・サラマンカ市に建設されたメガソーラー。発電出力は13.8MW。最近ではスペイン、ドイツ、アメリカ、ポルトガ
ル等で10MWを超すメガソーラーがつぎつぎと建設されている。

ア用ル語ミ知ってなるほど

アルミナナノホール
アルミニウムの世界ではおなじみの陽極酸化皮膜処理（アルマイト処理）。
アルミ製品の表面にできる独特な形状が、ナノテクノロジーの世界で注目されています。

アルミ製品
アルミ製品を守る酸化皮膜
製品を守る酸化皮膜
酸化皮膜■ ナノホールによるパターンドメディアの模式図
ナノホール

アルミサッシやキッチン用品などでよく使われる陽極酸化皮膜＊1

処理はアルマイト処理の名前でも知られ、アルミニウムの代表的な表面処理技術の一つです。
アルミ製品では、表面のアルミニウムが大気中で酸素と結合して自然に表面に薄い（厚さ約1ナノメートル）酸化アルミニウム

SN

SN

SN

S

N

S

N

ハードディスクの膜（以下、酸化皮膜）を形成します。この酸化皮膜は、それ以上変化しないという性質を持っているので、内側のアルミニウムを磁性体アルミナ保護することができます。そのため、一般にアルミニウムは腐 食しにくいと言われるのです。
このような酸化皮膜を人工的につくるのが陽極酸化皮膜処理です。アルミ製品を陽極酸化皮膜の構造規則的に配列しているナノホールの表面（左）断面（右）。
このナノホールの中に磁性体（コバルト）を充てんする。
資料提供：（財）神奈川科学技術アカデミー

電解液（硫酸、しゅう酸など）の中に入れ、これを陽極として電圧をかけると、表面に酸化皮膜が形成されます。電解液の種類や濃度、温度などの電解条件や、アルることができますが、間隔を狭くして記録密度を高くする研究が行

ミ合金の種類の組み合わせを変えることによって、酸化皮膜に着色われています。この技術を進めることによって、1平方インチあたしたり、耐摩耗性を高めたりすることができます。また、
この酸化皮り1テラビットの記録密度＊2を持つ次世代HDDの実現の可能性が膜の表面には、たくさんの小さな穴（直径10〜50ナノメートル）が高まっています。

あいています。この穴を密閉し表面をなめらかにすることを封孔処理といい、処理前に染料を穴にしみ込ませて着色することもできます。

ナノ物質
ナノ物質を作る道具としての利用も物質を作る道具
道具としての利用
利用も
小さな穴を生か
小さな穴を生かした高記録密度化技術生かした高記録密度化技術
高記録密度化技術

このほか、ナノメートルレベルの微細な物質を作るのに役立てようという試みもされています。アルミナナノホールは膜面に対しアルミ製品ではよく知られてきた陽極酸化皮膜処理が、最近でて垂直に、同じ大きさの穴が形成される特長があります。ナノホーは別の分野で注目されています。それは、酸化皮膜でできた穴がルを一種の鋳型として利用し、穴の中に金属や半導体、有機物なナノメートル単位であることに着目し、ナノテクノロジーの加工技どの物質を充てんし、鋳型を外すと、ナノメートル単位の直径を持術に生かそうというものです。酸化アルミニウムはアルミナと呼つワイヤやチューブを作ることができます。このような特殊な形ばれるので、この穴はアルミナナノホールと呼ばれています。

状の材料を作ることにより、光学材料や電子材料などへの応用がアルミナナノホールを活用した例の一つが、パソコンなどに使期待されます。

われるハードディスクドライブの磁気記録の高密度化技術への応

アルミナナノホールは、微細な穴のあいた独特の形状を生かし、用です。現在の高密度記録方式である垂直磁気記録方式では、ディナノテクノロジー分野で今後もさまざまな応用の可能性が研究さスクの表面に微細化した磁性体を並べこれにデータを記録していれていくことでしょう。

ます。この磁性体をナノホールの中に充てんすることにより、ディスク面に垂直方向に磁性体を配置することができます。またそれぞれの磁性体はアルミナで隔てられているため、磁気の影響を受けにくくなります。ナノホールの間隔は陽極の電圧によって制御す＊1「アルマイト」は1931年に理化学研究所が名付けた登録商標＊2 1インチ（25.4ミリメートル）四方に10の12乗（1テラ）個の情報ビットが記録された状態。
本研究は（財）神奈川科学技術アカデミー 重点研究室 益田グループ（グループリーダー：益田秀樹
首都大学東京教授）、（株）富士通研究所、（株）山形富士通による共同開発。

アルミエージ No.169

4わずかなすき間でもぴったり接合
接合

ろう付

接合部がぬれるってどんなこと？
アルミニウムの部品をくっつける、つまり接合するためには、「ぬれた状態」とは？
テーブルが水で濡れているのと同じように、熱によって溶けたろう材が、母材に接触して表面に広がっていることを「ぬれた状態」という。

いろいろな技術が用いられています。その中のひとつに「ろう付」があります。ろう付とは、「ろう材」という一種の接着剤の役目を果たす材料を使って行う接合のことです。ろう材を使うことぬれていないぬれているによって接合する製品（母材）それ自体を溶かすことなく、複数の母材を接合することができます。

一般的なアルミ製品では、アルミ母材の表面に安定した酸化ろう付に使われるろう材には、母材より融点が低い材料が使皮膜がありますが、母材が酸化皮膜に覆われた状態のままでは「ぬわれますが、このろう材を接合する部分で溶かして母材にぬれれ」が悪くなり、ろう付をすることができません。そこで、フッ素させてから、これが冷えて固まることによって接合が行われます。

系化合物などでできたフラックスと呼ばれる粉末をろう材の表

この「ぬれる」とは、コップの水でテーブルがぬれる、というの面に塗っておくと、溶解時に酸化膜を破る働きをし、これによっと同じこと。テーブルの上に水が広がるように、溶けたろうが母てろう材の広がりをスムーズにしています。

材に接触して表面に広がっているような状態のことです。ぬれろう付によって作られる代表的なアルミニウム製品に、自動車る性質（ぬれ性）が高いか低いかは、母材とろう材との組み合用熱交換器があります。ラジエータやカーエアコン・コンデンサわせによります。ぬれ性がよい、という場合は狭いすき間でもなどの熱交換器では、多数の細かなフィンを効率よく一体化するろう材が侵入しやすく、接合面に均等にろう材が付きます。

ためには、複数のごく薄いすきまを同時に接合させる必要があり、一般にろう付の特長としては、①同時に多くの箇所を接合するこれに適しているのがろう付です。

ことができる、②母材の材質の劣化が少ない、③精密部品の接合

ろう材には、あらかじめアルミニウムおよびその合金を心材とに適している、④熱伝導性や導電性が良好、などが知られています。

して、その両面または片面にろう材を貼りあわせた「ブレージン

ろう付と似たような接合技術にはんだ付がありますが、用いグシート」と呼ばれる材料が使用されます。まず熱交換器の各部

るろうやはんだの融点が450℃以下ならはんだ付、450℃以品とブレージングシートを、最終製品の形に組み立てます。この上ならろう付と呼んでいます。

状態で高温の炉内に入れ加熱すると、炉内の熱でろうの部分だけが溶けます。これを冷却して接合部が固まり、ろう付けされます。
このようにろう付は精密接合や大量生産に適しているため、自アルミニウム材料の品質が保てるろう付

動車用熱交換器だけでなく、航空宇宙産業や電子機器などの先接合技術の中でも、溶接などに比べろう付は、アルミニウム端技術分野でも多く使われています。に適した接合技術と言われています。アルミニウムのろう付では、ろう付温度が約600℃であり、母材の融点にきわめて近い温度であるという特徴があります。一般的にはろう材に、融点の低いアルミ-ケイ素系合金が用いられます。またろう付けした後は、母材同士もろう材部分も同等の品質になり、接合部の品質が落ちるという心配がありません。

■ ノコロックろう付工程
ろう付の一種である
ノコロックろう付では、非腐食性のフラックスを用いて、不活性ガスの中で加熱し接合を行う。

■ ブレージングシートの断面 フィンの融点600℃とろう材の融点577℃との中間の温度に熱すると、ろう材だけが溶け、接合される。

フィン（心材）
融点 600℃

ろう材
融点577℃

ろう付
製品例（自動車ラジエータ）

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アルミエージ No.169

キャンペーン
17日
2008年10月

2008年10月1日

第2弾！
20日
2008年10月

2008年10月2日

21日
2008年10月

2008年10月3日

22日
2008年10月

2008年10月6日

23日
2008年10月

2008年10月7日

27日
2008年10月

24日
2008年10月

2008年10月8日

2008年10月10日

29日
2008年10月

28日
2008年10月

2008年10月12日

2008年10月13日

2008年130日
2008年10月

2008年10月15日

2008年122日の日替り新聞広告（小枠）
朝日新聞朝刊に2008年10月1日より、平日を中心に22日間連続掲載

学生にむけてアルミ業界の魅力をアピール
日本アルミニウム協会では、10月1日より東京・大阪の大学最寄駅全54駅における駅貼りポスターと22日間の連続新聞広告掲載

大学最寄駅54駅に駅貼りポスター

によって、アルミ業界へのリクルーティング支援とアルミニウムに対する認知度アップを図りました。これは5〜6月に行った広告展開の第2弾として行ったもので、今回はいっそう学生を意識した内容とし、リクルート活動が本格化する時期に実施しました。さらに
雑誌記事広告、WEBサイトにおいて詳細情報を掲載し、業界の魅力、アルミニウムの特性等をアピールしました。

JR線「渋谷駅」

世田谷線「下高井戸駅」

丸の内線「本郷三丁目駅」

京王線「明大前駅」

雑誌記事広告WEBサイトに情報掲載

カー」
ーカー」
就職ウォー
「就職ウォ
「就職就職活動 記」「みんなの就職活動日2008年11月14日に発行

2008年10月2日から2か月間、された「就職ウォーカー」

アルミ業界の概要、アルミ業界でに記事広告を掲載しました。

働く先輩の声などを掲載しました。
角川クロスメディア『就職ウォーカー』
2008年スタートダッシュ号

2008年12月11日〜13日

東4ホール

4022エコプロダクツ2008に出展します

遊びにきてね！

日本アルミニウム協会では、日本最大級の環境展「エコプロダクツ2008（第10回）」に出展します。同展示会への出展は今年で3回目。例年に増して小中学生がわかりやすく、楽しみながら学べるよう、情報発信基地「アルミECOチャンネル」をブース内に設置します。各チャンネルではクイズを実施しながら環境にやさしいアルミニウム情報を発信します。クイズの正解者に会はプレゼントも用意しています。ぜひご来場ください！

会期：2008年12月11日（木）〜13日（土）入場無料
10:00〜18:00（13日（土）は10:00〜17:00）
場：東京ビッグサイト［東展示場 1〜6ホール］
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6

アル
ミの情景

施主：金沢市、設計：（株）トデック、施工：清水建設（株）

アルミトラス部材
システムトラス総面積は6500m 2、アルミニウム使用量800トン。緩やかにカーブを描く屋根形状をつくるため、基本設計から製作にいたるまで通常の二次元図面を用いず、一貫して三次元データを用いて作業が進められた。
約6000におよぶアルミトラス部材の接合は摩擦圧接を採用し、均一な接合品質を確保している。

取材協力：（株）住軽日軽エンジニアリング

アルミエージ第169号

みぞれ