④太陽の構造と太陽放射

ちさまる

太陽って、毎日あんなに明るく光っているけど、燃料は何なんだろう？ ガスバーナーみたいに燃えているのかな？
実は、宇宙の不思議な力を使ってエネルギーを生み出しているんだって！
そのエネルギーを、私たちの生活でどうやって使っているのか（太陽光発電など）も一緒に学ぼう！ PON！

1. 太陽という天体（核融合反応）

太陽は、自ら光や熱を出す天体（恒星：こうせい）です。地球のような岩石ではなく、全体が水素とヘリウムのガスでできています。

太陽は、薪や石炭のように「燃えて」いるわけではありません。中心の非常に熱くて圧力の高い場所で、水素の原子同士が合体してヘリウムに変わる「核融合反応（かくゆうごうはんのう）」を起こし、その時に莫大なエネルギーを生み出しています。

太陽の表面の様子

• 光球（こうきゅう）： 私たちが見ている太陽の表面。温度は約6000度です。
• 黒点（こくてん）： 表面にある黒いシミのようなもの。周りより温度が少し低い（約4000度）ため、暗く見えます。黒点の数が多いときは、太陽の活動が活発になっています。
• コロナ： 太陽の周りに広がる、真珠色をしたガスの層。皆既日食のときなどに見ることができます。温度は100万度以上もあります。

2. 太陽放射の強さと「太陽定数」

太陽から宇宙空間に放たれるエネルギー（光や熱）を太陽放射といいます。
光の強さは、太陽から遠ざかるほど薄まって弱くなります。
地球の空気（大気）のすぐ外側において、太陽の光に垂直な1平方メートル（$1\text{m}^2$）の面が1秒間に受け取る太陽のエネルギー量を太陽定数（たいようていすう）と呼び、その値は約 $1.37\text{kW}$ です。

3. 地表が受ける太陽放射のエネルギー

コレクトの環境解説：大気のフィルター効果

大気圏外に届いた太陽のエネルギーが、すべて地面（地表）に届くわけではありません。
太陽からの光が地球の空気を通り抜ける間に、雲や空気中のチリによって宇宙へ反射されたり、空気に吸収されたりします。
その結果、実際に地表まで届いて地面を温めるエネルギーは、全体の約半分（約50%）ほどになってしまいます。

4. 太陽光の利用（人間生活との関わり）

地球に届く太陽の莫大なエネルギーは、植物が光合成に使うだけでなく、私たちの社会でもクリーンなエネルギーとして大いに利用されています。

• 太陽光発電： 住宅の屋根やメガソーラーなどで見られる太陽電池パネルを使い、太陽の「光」のエネルギーを直接、電気に変える仕組みです。二酸化炭素を出さない再生可能エネルギーとして普及が進んでいます。
• 太陽熱利用： 太陽の「熱」のエネルギーを集めて、お湯を沸かしたり（太陽熱温水器）、暖房に使ったりする仕組みです。海外では、鏡で太陽光を一点に集めて蒸気を作り、タービンを回して発電する「太陽熱発電」も行われています。

ちさまると挑戦！ 確認テスト

ちさまる

太陽の基本情報と、私たちの生活でのエネルギー利用に関する問題だよ！

問1
太陽に関する記述として、誤っているものを1つ選べ。

1. 太陽は、主に水素とヘリウムのガスでできている天体である。
2. 太陽の中心部では、ウランやプルトニウムが燃えることによって莫大なエネルギーを生み出している。
3. 私たちが普段見ている太陽の表面を「光球」といい、温度は約6000度である。
4. 太陽の表面に見られる「黒点」は、周りよりも温度が低いため暗く見える。

問2
人間生活における太陽エネルギーの利用に関する記述として、最も適当なものを1つ選べ。

1. 住宅の屋根に設置される太陽電池は、太陽の熱でお湯を沸かし、その蒸気で発電機を回して電気を作っている。
2. 太陽光発電は、発電時に地球温暖化の原因となる二酸化炭素（CO₂）をほとんど排出しないクリーンなエネルギーである。
3. 地球の大気圏外に届いた太陽エネルギーは、大気や雲に全く邪魔されることなく、100%が地表に到達して利用される。
4. 太陽の光エネルギーは、現在では電気に変えることしかできず、お湯を沸かすなどの「熱」としては利用できない。