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- 2024.6.28
- GX入門
風力発電の仕組み
再生可能エネルギー源として、太陽光発電とともに期待が集まる風力発電について、少し解説していきたいと思います。
風力発電とは、風の力でタービンを回転させ電気を発生させる発電方式です。近年では洋上風力などが日本でも各地で導入が進んでいます。
風力発電の種類
皆さんは風力発電と聞くと、3つの羽を持つ白い大きな風車の設備を連想されると思います。それ以外にもいくつか種類がありますので、まずはご紹介したいと思います。
まずは風を受ける風車の向きですが、地面と水平の「水平軸型」と垂直な「垂直軸型」があります。
「水平軸型」ではプロペラ型がもっとも代表的で、他にも羽がたくさんついている多翼型や、オランダの風車のようなオランダ型などがあります。
「垂直軸型」では風力計でみられるような形のパドル型や、ダリウス型、サボニウス型などの種類があります。
最近では、風の力で振動させ発電させるような、羽の無い発電方法も研究されています。
今の所「水平軸型」が発電効率が一番良いとされ、普及が進んでいます。
設置場所の種類
設置される場所により、陸上に設置される「陸上風力発電」と、海上などに設置される「洋上風力発電」に分けられます。また「洋上風力発電」は、海底に軸を固定する「着床式」と、海上に浮かべる「浮体式」に分かれます。
「陸上風力発電」は沿岸部や山間などに多く建設されていますが、騒音や環境への影響が懸念されるため、最近では「洋上風力発電」がより注目されています。ただし、メンテナンスに関しては「洋上風力発電」はその設置場所の関係からコスト高になる傾向があります。
おもに海岸線の洋上に建設される「洋上風力発電」ですが、実は日本は世界第6位の海岸線の長さを持つこともあり、今後大きな期待が寄せられます。
風力発電の仕組み
ここからは、最も代表的なプロペラ型の風力発電の仕組みについて少し解説します。
風力発電は主に風を受ける羽の「ブレード」、発電の仕組みが設置されている「ナセル」、柱である「タワー」から構成されています。
ブレードが風を受けて軸を回し、軸の回転を増速機が回転数を増加させ、発電機を回して電気を発生させます。発電機は基礎を含め約3万点にのぼる関連部品から構成されています。
まとめ
カーボンニュートラル実現に向け、今後再生可能エネルギーの果たすべき役割は非常に重要です。
その中でも風力発電は発電効率も良く、世界的にも導入が進められています。
特に浮体式洋上風力などは、導入数は今後どんどん増えていくでしょうし、更なる技術開発なども期待されるところです。