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» 2014年09月10日 07時00分 UPDATE

自然エネルギー:打ち上げる「波が下って」電気生む、20本で25kW (1/3)

協立電機はヨシコンと資本業務提携を結び、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の実証研究に役立てる。出力25kWの波力発電設備を御前崎に設置する。35年利用でき、40円/kWhの発電が可能な装置を作り上げる。

[畑陽一郎,スマートジャパン]

 ファクトリーオートメーションなどに強みを持つ協立電機は、マンション建設販売やコンクリート事業を手掛けるヨシコンと資本業務提携を結ぶと発表した。2014年9月19日を期して相互に株を持ち合う。

 この発表は一見、エネルギー関連とは無関係に見えるが、そうではない。「当社は約5年半前から東海大学海洋学部海洋建設工学科で教授を務める田中博通氏の波力発電プロジェクトに参加してきた。当初は装置の開発などには加わっていなかったが、2012年9月からは、いであ、市川土木と共に新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の実証研究を進めている*1)。われわれが開発する設備は幅20mのもので、25kWの出力が得られる。商用ベースではこれを10基並べて設置したい(図1)」(協立電機で執行役員経営企画室長を務める中木照雄氏)。

 ヨシコンはコンクリート構造物の製造、施工、研究に強みがあるため、協立電機が参加するNEDOのプロジェクトへ、途中から参加を目指すという。

*1) いであは波浪と海洋環境の調査研究を担当する。実証海域の波浪調査の他、海洋環境と生物調査、海域の水質調査、海域のアセスメント、越波式波力発電実証試験推進委員会の取りまとめを行う。市川土木の担当は波力発電装置躯体の研究開発。波力発電躯体の検討と設計条件の他、波圧と揚圧力の検討、杭式と重力式の設計と安全性の検討、杭式と重力式の施工方法の検討を進める。協立電機は発電装置電気機械部門の研究開発を進める。内容は波力発電装置用のタービンの開発、波力発電装置用の発電機の開発、パワーコンディショナーの開発、最適制御アルゴリズムの構築だ。東海大学は市川土木から再委託を受け、波力発電の越波量のアルゴリズム研究開発を担当する。内容は波特性の研究と波エネルギー賦存量の算定、越波量の総合的な理論的・実験的検討、多段水槽の越波量の実験的検討、波圧と揚圧力の実験、越波量のアルゴリズムとシミュレーションの開発だ。

yh20140910kdwan_bv_460px.jpg 図1 波力発電設備を10基設置した設置予想図 出典:協立電機

 NEDOの「海洋エネルギー発電システム実証研究」(2011年度〜2015年度)の採択テーマ「越波(えっぱ)式波力発電」は、田中氏が研究を続けてきた技術に基づく。3企業と1大学はNEDOの実証研究の前半(2011年度〜2013年度)で、実現可能性の検討を終えている。不規則波を生成可能な東海大学の大型水槽を利用し、10分の1スケールの装置を使って検討した。発電効率40%を達成できたという。

yh20140910kdwan_map_250px.png 図2 静岡県の相良平田港(北側)と御前崎港の位置

 2014年度と2015年度は、実スケール装置の詳細設計と実海域への建設・設置、発電実験、メンテナンス試験、データ解析を全て網羅する予定だ。

 「実現可能性の検討では静岡県牧之原市の相良平田港と、同御前崎市の御前崎港を検討対象とした(図2)。研究の結果、御前崎港の方が波や漁業との関係で条件が良いことが分かった。既に漁業関係者とも打ち合わせており、今後、建設や実験について了解を得る必要がある」(中木氏)。御前崎港は相模湾に面する。

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。

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