世界が注目する最新波力発電技術の秘密！

いかに波の力を発電に生かすかがカギ

太陽光や風力、水力など、ますます需要と注目度が高まりつつある再生可能エネルギー。中でも、今後に期待がかかるのが波力発電だ。

その名の通り、波の運動エネルギーを活用して電気を作るこの技術、実は今、国内外で波力発電に関する新施設の建設が予定されているという。

たとえば、2020年2月に神奈川県平塚市・平塚新港に発電施設を設置予定。これは、2016年に岩手県久慈市で日本初の波力発電施設を作った東京大学 生産技術研究所が手掛けるもので、より大規模な発電所建設に向けて研究を重ねるためのもの。
※東京大学生産技術研究所 海中観測実装工学研究センター 林 昌奎教授による波力発電研究に関する記事はこちら

また、2021年にはフランス・ノルマンディー地方の海上で、ヨーロッパ最大級の波力発電施設も着工予定だ。

数多くの再生可能エネルギーがある中、“波の力”が優れている理由に以下の2つがあげられる。

一つは、エネルギー源である波（海）が世界各地に存在すること。

地球上における陸地の面積が総面積の約29％に対し、海の面積は約71％。陸地と比べて実に2倍以上の面積を誇る海は、エネルギー業界にとってフロンティアとも呼べる存在だ。

次に、面積あたりの発電効率の高さ。

空気よりも比重の重い水の運動エネルギーを利用する波力発電は、理論上で風力発電の5倍以上、太陽光発電の10倍以上の発電効率といわれている。また、風や太陽光は気象条件に左右される部分が大きいが、全く波のない凪が継続することは非常に少ないため、安定した発電量が得られるというメリットもある。

これまでは、技術的な問題から実用化への壁が高く、ごく限られた範囲のみで活用されてきた波の力。

そうした中、ドイツのスタートアップ企業・NEMOS社が開発した新たな波力発電機が話題となっている。

ことし10月、ベルギーのオーステンデ市沖500mに設置されたのは、同社の新型プロトタイプ。幅16mの下部構造と8×2（m）の浮体から構成された、画期的な波力発電機だ。

一見すると発電装置とは思えない造りだが、手前に見えるのが同社のプロトタイプ。奥に見える鉄塔で、発電機の監視や調査を行っている

下部構造と浮体は3本のケーブルでつながれており、そのうち2本はベルトドライブとして下部構造のバネと連動している。

浮体が波に揺られることで発生する前後運動をエネルギーに、つながれた駆動装置から電気を発生させる仕組みだ。

波の力を大いに生かせる設計。周辺に建物を設置する必要がなく、環境への負荷も少ない

従来の波力発電は、波の上下運動から空気や水圧を発生させてタービンを回すものが一般的。しかし、設置の難しさやコスト高、エネルギーの平滑化などに難があり、今もなお研究が進められている段階だ。

一方、NEMOS社の発電装置は、下部構造を海底のアンカーに固定するだけなので設置費用も安く工期も短い。また、設置する環境に合わせて装置サイズが調整可能なため、無駄が生じにくく、出力が最大化される点もポイントだ。

これにより、波の力の70%をエネルギーに変換することが可能だと同社は発表。なお、作られたエネルギーはケーブルを伝って陸上に送られ、一般家庭へと供給することを想定している。

オーステンデ市沖に設置された際の様子。このあと船で沖合まで運ばれ、下部構造が固定された

また、独自開発のバネやシャフトを使うことで、軽量化や資材の減量化にも成功。ユニットに対する負荷を軽減しつつ、商用化した際に価格を抑えられるメリットがあるという。

元に戻ろうと反発する力でエネルギーを生み出す“ねじり棒バネ”では、既存品の半分のスペースに削減すると共に約75％の軽量化を実現。カーボンシャフトも従来の剛性を残しつつ、大幅な重量カットを施している。

10月から始まった試験では、発電装置が計画通りに作動することを確認。重要なデータが得られていると発表した。今後はデータを分析しつつテストを続け、2年後の2021年以降の実用化を目指すという。実用化された際には、1つの発電ユニットで700～800世帯分の電気をまかなえる計算だ。

その期待値の高さから、ドイツ連邦機関からの支援も受けるNEMOS社。

まだまだ発展途上にある波力発電が、”波に乗る”日も近いのかもしれない。