最終更新日 2024年5月10日 by unratt
現在の日本ではさまざまな力を使い電力を発電していますが、その一つに風力発電が挙げられます。
風が吹く力を使って風車を回転させた上で、その力を電力にかえることにより発電する方法を指します。
実際にどのような仕組みになっているのか、またどのようなメリットがあるのかをしっかりと把握しておくと良いでしょう。
参考ブログ
Influx星野敦
風力発電とは
そもそも風力発電は、風が吹く力を使ってプロペラを回転させ、発電する方法を指しています。
発電するにあたってのコストが比較的低いなどのことから、数ある再生可能エネルギーの中でも、注目されている手段の一つと言えるでしょう。
発電機には塔体、ナセル、ブレードなどという様々な部品がありますが、その中でもブレードと呼ばれるものは風を受けるプロペラのことを指しています。
このプロペラが風を受けて回転することで、軸を伝わってナセルと呼ばれる部分に伝わり、ここで電力にかえられます。
ナセルの内側には増速器、ブレーキ装置、発電機などが備わっていて、プロペラの回転が成せるの中に使う伝わると増速器がギアで回転数を増やして行きます。
そしてそこで得られたエネルギーを発電機が電力に変換するという仕組みです。
風力発電のメリット
このような仕組みになっている風力発電ですが、メリットもあればデメリットもあると言えるでしょう。
まずメリットにあげられるものとしては、無限の再生可能エネルギーであることです。
風が吹いていれば昼夜を問わず発電することができ、なくなることもありません。
環境に対して不可もなく、二酸化炭素や有害物質を排出することもないクリーンエネルギーとしても有名です。
クリーンエネルギーにあげられるものとしては、その他に太陽光や風力地熱などが挙げられますが、風力発電の場合には水力発電についで発電するにあたってのコストが低く、コストパフォーマンスが高いので、事業がしやすいことがメリットです。
風力で発電することができた電力は固定買取価格制度の適用となっているため、投資の計画を立てやすいこともポイントです。
風力発電のデメリット
反対にデメリットがあるのも実情ですが、デメリットに挙げられることは自然エネルギーならではのことと言えるでしょう。
風向きや風速などにより発電できる量が大きく異なるので、エネルギーを安定して供給しにくいことがリスクです。
風があまりにも強すぎる場合には故障に至る可能性もあり、発電を停止させる必要があります。
発電装置の中にはナセルと呼ばれるものがあり、この中にはブレーキ装置がありますが、このブレーキ装置は台風などの強風が吹いた時、また点検を行う時には、安全のことを考えて回転を止めるために取り付けられているものです。
風車は屋外に設置しなければならないので、常に風や雨、紫外線などにさらされ続けています。
このようなことから経年劣化が激しく、定期的なメンテナンスは欠かすことが出来ません。
その他には羽根が回転する時には低周波音が発生するので、設置の際には騒音の迷惑にならないように、周辺の環境へどれだけ影響を及ぼすかをよく考える必要もあります。
コストの面では初期費用が高いこともデメリットと言えるでしょう。
風車本体のコストはもちろんのこと、大量の電力を充電するためには、やはり広大な土地は欠かすことが出来ません。
このようなことから土地の費用もかなりかかることが分かるでしょう。
風力発電の種類
一言で風力発電といってもいくつかの種類のものがあり、その一つが水平軸風車、もう一つが垂直軸風車と呼ばれるものです。
風向きに対して風車の回転軸が平行になっているものが水平軸、そして風向きと風車の回転軸が垂直になっているものが垂直軸と呼ばれるものです。
水平軸にはプロペラ型やオランダ型、セイル型など様々のものがあり、その一方で垂直軸には、S字ロータ型、バドル型など様々なものがあります。
一般的には水平軸の場合には特定の方向から風を受けられるようにするために設置方角が調整されていることから、多方面の風に対応することはできないでしょう。
その一方で垂直型の場合には様々な方向からの風に対応できるようにと、羽の形が設計されているのが特徴です。
しかし水平軸と比べた場合には効率が悪く、広い設置面積が必要だということがデメリットと言えます。
また設置場所による種類もあり、一つが地上に設置する陸上、そしてもう一つが海上や湖上などに設置する洋上と呼ばれるものです。
海の深さや土壌の問題によって、海底に基礎を設置できない場合などには浮体式と呼ばれるものも存在します。
まとめ
陸上は安定した一定以上の風速が得られる広い土地に建設されることになります。
現在の日本では養生の実例はあまりなく、陸上が主流となっています。
しかし近年では世界の風力発電の導入傾向は洋上に移り変わってきていると言えます。
このようなことから再生可能エネルギーの中でも水力についで発電の効率が高く、世界的にも導入が進められていることがわかります。
日本でも今後さらなる導入が期待されることでしょう。
