海流発電

海流発電とは

海流発電（または潮流発電）は、海水の流れ、すなわち海流の運動エネルギーを利用して発電する技術です。海中に設置した発電機（水車やタービン）を回転させることで、運動エネルギーを電気エネルギーに変換します。海流は、太陽熱や偏西風によって生じる大洋の循環流であり、地球の自転や地形の影響で一定方向に流れています。その規模は幅100km、水深数百mにも及びます。

海流発電の特徴

エネルギー特性

海流には莫大なエネルギーが秘められています。世界全体では年間数百TWhものエネルギーが存在すると推定されています。特に、黒潮のような主要な海流は、流速が速く流量も多いことから、大きな発電ポテンシャルを秘めています。例えば、黒潮のある断面でのエネルギーポテンシャルは2.1GWと見積もられています。

クリーン性

海流発電は、発電時にCO2を排出しないため、環境負荷が極めて小さいという利点があります。地球温暖化対策としても非常に有効な発電方法です。

安定性

風力発電や太陽光発電とは異なり、海流は天候に左右されにくいという特徴があります。海水の密度は空気の約1000倍と大きいため、安定したエネルギー源として期待されています。

実現可能性

かつては、タービン翼の製造コストや強度に関する課題がありましたが、技術の進歩や原油価格の高騰により、経済的な実現可能性が見えてきています。現在では、風力発電とコスト競争できる環境も整いつつあります。

海流発電機の種類

海流発電に用いられるタービンは、回転軸の方向によって主に3つのタイプに分類されます。

水平軸型タービン: 風力発電のプロペラと同様に、水平な回転軸に取り付けた羽根（ブレード）を回転させて発電します。
垂直軸型タービン: 回転軸が海水の流れに対して垂直なタービンで、ダリウス式やサボニウス式が代表的です。流れの依存性が少なく、ブレードの製造が比較的容易です。
振動水中翼型: 水中翼の角度が変化することで生じる振動を利用して発電します。

各国の取り組み

イギリス

イギリスでは、ペントランド海峡にヨーロッパ最大の海流発電所を建設する計画が進められています。

日本

日本では、東京大学やIHIなどの研究機関やメーカーが装置開発に取り組んでいます。IHIは、水中浮遊式海流発電システム「かいりゅう」を開発し、実証実験を行っています。また、和歌山県では、紀伊半島沖での海流発電計画が検討されています。

海流発電の課題

海流発電には、以下のような課題も存在します。

船舶航行への影響: 海流発電所の設置が、船舶の航行を妨げる可能性が指摘されています。
漁業への影響: 海流発電の装置が、漁場にどのような影響を及ぼすか不明確な部分が多く、対策が必要です。
海流の変動: 海流は年によって流れる場所や強さが変動するため、安定した発電のためには、海流を効率的に捉える技術が必要です。

まとめ

海流発電は、再生可能エネルギーの一つとして、大きな可能性を秘めています。環境負荷が小さく、安定したエネルギー源として期待されており、今後の技術開発や実用化が注目されます。

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