発電方法は火力発電や太陽光発電など、様々な発電方法があります。
地球にエコな発電方法といえば、風力発電をイメージする人は多いと思います。
風力発電は地球環境にやさしく、風さえあれば半永久的に発電することのできる発電方法だといえるでしょう。
風があれば発電できる風力発電とはどのような発電方法なのでしょうか。
風力発電とはどのような発電方法なのか説明したいと思います。
風力発電とは
風力発電は風の力を利用して、発電する方法であり、環境負荷の少ない発電方法として注目されています。
風力発電は欧米諸国をはじめ多くの国が導入を進めている発電方法であり、最近では日本も風雨力発電機の設置数を増やしています。
風力発電は、太陽光エネルギーに次ぐ再生可能エネルギーとして認識が高まっている発電方法です。
限られた地球資源を使わず、永続的に発電することが可能な風力発電は、今後も増えていくことでしょう。
風力発電の仕組み
風力発電機の設備は、3種類の設備が組み合わさってできており、風の力を利用して発電する仕組みです。
大きなビルほどの高さの「タワー」
風を受け止める大きな羽(ブレード)を組み合わせた「ロータ」
電気を発生させる発電機や増速機が組み込まれている「ナセル」です。
上空に吹いている強い風をブレードが受け止めると、ブレードが回転を始め、ロータも回転を始めます。
ロータとナセルはつながっており、ロータの回転はナセルへと伝わり、ナセルの増速機によりさらに回転速度は増していきます。
増速した回転の力を発電機に伝えることにより、風力発電へとつながるのです。
風力発電機によっては、増速機を利用せず、ロータと発電機が直接つながっているものもあります。
タワー内部には電力ケーブルが通っており、風力発電された電力を送電線を通じて変電所に送ることにより、風力発電で得られた電力を使うことが可能になります。
風力発電機の設置条件
風力発電機を設置する際、ブレードが回転しない、採算が合わないといったことを防ぐために、設置場所の選定は重要だといえます。
風力発電機の設置条件には、
風が強い(平均風速6m/s以上)
風力発電機の搬入経路の確保
送電線との距離
という守るべき3つのポイントがあります。
風が強い(平均風速6m/s以上)
ブレードが回転しないと、風力発電できないので、風が強い場所に風力発電機を設置することが重要です。
風が強ければ強いほど、より大きなエネルギーを確保することが可能になります。
また風から得られるエネルギー量は、風速の3乗に比例することが知られています。
風力発電機の搬入経路の確保
風力発電機の搬入の際、ブレードの搬入に道幅5m以上の広さが必要になります。
道路の造成はある程度可能ですが、造成費用がかかってしまいます。
造成費用を考慮すると、採算が合わなくなる可能性があるので、はじめから風力発電機の搬入経路を確保しておくことが重要だといえるでしょう。
送電線との距離
風力発電機で発電した電力を送るために、電力会社の送電線に接続する必要があり、送電線との距離が遠ければ遠いほど費用がかかってしまいます。
風力発電機設置による費用において、採算性を考慮するのであれば、送電線との距離が近い方が良いといえます。
風力発電機の設置場所
風力発電機の設置条件をクリアしたら、設置場所を選定する必要があります。
風力発電機の主な設置場所は「陸上」と「洋上」の2つに分けられ、設置場所による発電効率も、風力発電機の設置条件を決める上で検討材料となります。
陸上風力発電所
陸上風力発電所は、陸上に風力発電設備を設置する方法であり、一定以上の風速の風が安定して吹いている場所であれば向いているといえます。
陸上風力発電所には広い土地が必要であり、北海道や九州、東北地方に多く設置されています。
洋上風力発電所
洋上風力発電所は、海洋上に風力発電設備を設置する方法であり、陸上よりも安定して大きな電力を得ることが可能です。
洋上であれば、騒音によるトラブルを回避できるメリットもあります。洋上は海上だけを指すのではなく、港湾や湖、沿岸部に設置するものも指します。
洋上風力発電所の設置場所は、海岸線が長い場所や遠浅の海が向いているといえるでしょう。
浮体式洋上風力発電所
浮体式洋上風力発電所は洋上にプカプカと風力発電所を浮かべるイメージとなります。
洋上風力発電所において、浮体式の基礎を利用して、洋上に浮かべるような風力発電所となります。
海底が深く、基礎工事ができないほど深い海底がある洋上に向いているといえるでしょう。
海岸線が短く、海底が深い日本の洋上には適した風力発電所といえます。
まとめ
風力発電機は、風車のような形状をしており、羽が風を受けることにより羽が回転する造りになっています。
風力発電は、風車のように羽が回転するエネルギーを電力として変換する発電方法となります。
風力発電は風があれば発電することができますが、風力発電機を設置するには3つの条件をクリアしなければなりません。
風力発電は風の強さだけでなく、風力発電機の設置条件が重要だといえます。
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