バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ - 1227192268

1416：とはずがたり：2014/12/09(火) 15:08:41: 波力発電の実力は

　「波力発電は24時間365日稼働することが強みだ。現在開発中の装置は、50年に1度の波に耐える。台風の波でも大丈夫だ。離島にも向いているだろう」（中木氏）。

　太陽光発電や風力発電と比較して、天候や季節の影響を受けにくいため、設備の稼働率が高い。このため、「年間発電量＝出力×稼働率」という式に従うと、年間発電量が多くなる。さらに越波式波力発電装置の耐久年数は35年以上と長いため、初期コストを回収しやすい。

　NEDOが実証研究で目指す最終目的は、発電コスト40円/kWh以下を実現する発電システムの確立だ。「2013年度までに経済性と安全性は検証できており、概念設計が完了している。開発中の波力発電設備は、波を導くコンクリート製の躯体と、そこに取り付ける発電部分からなる。躯体として杭式と重力式を検討した結果、重力式が有利であることも分かった」（中木氏）。躯体自体は既設の防波堤（消波ブロック）の正面に後施工できる構造だという。これは、発電設備のためのスペースを用意しやすいことを意味する。

波が越えるとはどういうこと？

　越波式波力発電装置がどのように動作するのかを解説する。図3は重力式躯体の断面図だ。図3には3つ半の躯体が描かれている。1つの躯体の幅は20m、奥行き・高さともに5mある。

　図3の右側が外海、左側は海岸線側の海面だ＊2）。躯体の断面は海底に置いた三角形のような形状を採る。このため、沖合から来る波は躯体を「駆け上り」、海水面より高い位置に達する。図3は波が遡上（そじょう）している途中の様子だ。その後、躯体に設けたスリットから、貯水槽に貯まる。貯水槽の底部の穴からプロペラを経由して海水が流れ下る。

　波の運動エネルギーをいったん位置エネルギーに変え、これをプロペラの運動エネルギーに変換することで発電する＊3）。スリットは上下2段に分かれており、合計20のスリットを用意する。落差が少なく流量が大きくなるという特徴がある。

＊2）背後の海面は静穏域となり、新たな漁場として役立てる。越波式発電装置は、躯体下部から海水を吐出する。底層に表層の海水が混ざるため、水質環境改善効果を見込むことができるという。
＊3）海が荒れて発電に向かない強い波が起こると、躯体を駆け上って大部分が背面から静穏域に落下する。波の全エネルギーを受け止める装置よりも、低コストで効率良く電力を取り出すことができる。

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図3　重力式躯体の断面図　出典：協立電機

カートリッジ構成で保守コストを引き下げる

　発電機とプロペラの部分を図4に示す。図4左側の直方体の構造の上方から海水が流れ下り、装置最下部のプロペラを回す。

　「研究開発中の波力発電設備は35年の運用を前提にしている。当然、途中で部品を交換したり修理したりする必要が出てくるだろう。躯体と発電機やプロペラを一体化してしまうと、このような作業に多額の費用が掛かる。急激な海水の流れがある所でダイバーが作業すると危険でもある。そこで、図4のユニットを丸ごと上方に引き出すことができるカートリッジ構成を採った。故障したカートリッジを引き上げて、新しいカートリッジを設置する。故障したカートリッジは故障原因を突き止めて再利用できる」（中木氏）。