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海流発電の概要



日本列島の周りには、大きく4つの海流が流れています。南からは日本海流(黒潮)、対馬海流、北からは千島海流(親潮)とリマン海流です。自然エネルギーを利用して発電する技術の中でも海流発電は新しく、2011年11月、IHIと東芝が共同開発で2020年度を目途に黒潮のエネルギーを利用して海流発電の実用化を目指しています。また、和歌山県では2013年8月に検討委員会を発足させ、潮岬の沖合を流れる黒潮の活用についての意見を交換し、海流発電の誘致に向けて動き始めています。

海流発電のしくみ

海流発電のしくみ

海流発電は、羽根で受けた運動エネルギーを、タービンを介して回転運動に変え、発電機が回転することによって電気エネルギーを生み出す方法です。設備的にも風力発電と似ていますが、海流と風では密度も約800倍と大きく異なり、羽根部分の強度対策や設備全体の防水対策が必要となります。なお、タービンの種類は、次のように分類されています。

水平軸型タービン

海水の流れに対して、タービンの回転軸を水平に向けて設置し、タービンには風力発電と同じように、複数の羽根を取り付けます。

垂直軸型タービン

海水の流れに対して、タービンの回転軸を垂直に向けて設置します。羽根も回転中心の外側に、垂直に複数配置されますが、断面は均一でプロペラ式より安価に制作できます。代表的なものとしては「サボニウス式」、「ダリウス式」があります。

振動水中翼型

海流の流れの中に翼を置くことで羽根の上下に抗力と揚力が働き、その上下動を振動ととらえて、発電する方式です。

海流発電のメリット

海流は、風に比べて密度が大きく安定しているため、流れが遅くても大きな電力を取り出すことができます。主なメリットは以下の通りです。

  1. ①風力発電に比べて電力の供給が安定しています。
  2. ②燃料が不要なため二酸化炭素(CO2)が発生しません。
  3. ③台風などの気象変動に影響を受けません。
  4. ④風力発電のような高い鉄塔は必要なく、海におもりを沈めてワイヤーで係留するだけなので、コストが安くすみます。

海流発電のデメリット

海流は、ときに流れが変わったり、流れの速さが異なるため、発電設備の設置場所を選ぶ必要があるというデメリットが存在するのも確かです。

  1. ①発電設備の設置場所に関しては、海流の流れへの対応とともに、航路や漁業権に対する配慮も必要となります。
  2. ②風力発電の風とは比べものにならないくらい密度の高い海流に対し、羽根の強度が要求されます。耐久年数としては、約5~10年程です。
  3. ③海水に含まれる塩分による錆の対策や、貝の付着の除去などにコストがかかります。
  4. ④回遊する魚類を傷付けないため、タービンに付属している羽根の形状に配慮が必要とされます。対策として円柱形状のタービンなどが考えられています。