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コラム

小水力発電と風力発電の比較

2021年7月3日   文 スタッフ-hayashi

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マイクロ水力発電 風力発電 再生可能エネルギー

風力発電は水力発電や太陽光発電と同様に「再生可能エネルギー」による発電です。

風力発電は文字通り風の持つエネルギーで発電装置を駆動させているのです。



風による発電の特徴

風は地球の表面のあらゆる場所で吹きますが、わずかな位置の変化によっても吹き方が大幅に異なります。

風力の強弱にも非常に大きな差があります。風向も一定しません。

周りにビル等の建物が建設されると状況がまるで異なってきます。

予期せぬ時に台風などで強烈な風も吹きます。

これらの風の持つ性質は発電の効果に大きく影響し、太陽光発電と異なって夜でも発電が出来るかわりに、晴れた日の昼間でも停電することがあります。

それは予測できないのです。 水力発電においては、渇水状態にならない限りそのようなことは起こりません。



風力の発電への利用

風力で発電する場合、風の持つエネルギーで風車を回して、風車の回転エネルギーで発電機を駆動するという2段階を経ます。

水車を用いる場合は別として、水力発電がダム等でエネルギーを蓄えた水によって1段階で発電機を駆動するのとは異なります。

風力発電では風車が廻ることが最低条件なのです。

発電機を駆動するのに十分なエネルギーを普通の風から得るためには、風車の羽根を大きくしたり、風の当たる面の形状も工夫したりすることが必要です。

しかし、それには限界が有ります。

小水力発電では現在までに多くの情報が蓄えられた発電機の製造方法を設置場所に合わせて応用するだけで、特に新しい技術は必要としません。

もちろん、今よりも効率の高い発電機そのものの開発を目指した努力はするべきです。
それは風力の場合も同じことです。



設置場所

小水力発電では電力の使用目的を限るため、小型の発電装置ですみ、大きな空間を必要とする風力発電の風車に相当するような特別な設備の設置は不要です。

そのために比較的狭い場所に発電装置が設置できます。

風力発電は、風車の大型化には限界があり、一つの風車の発電量は限られています。

ですから風力発電は本来小規模水力発電と同様に小規模分散電源のはずです。

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しかし、少し多めに発電しようとする時には、広大な場所に多数集中的に風車を設置することが必要になることがあります。

このような場合には大規模な発電をするために、洋上風力発電(オフショア風力発電、海上風力発電、海洋風力発電)が検討されています。

洋上風力発電の場合は地形や建物による影響が少なく、より安定した風力発電が可能となりますが、漁業権の問題や海上に風車の土台となる広大な浮体を建造しなければならないなどの余分な建設費の発生が問題となります。

風力発電には、また立地確保の他に景観、騒音の問題があります。

風車はブレードやタービン部が出す風切り音などの騒音だけでなく低周波振動動悸・耳鳴りなどの違和感を発することが問題となっています。

小水力発電では、風切り音とは関係ないため、騒音への対策は比較的容易です。



故障の発生

風力発電設備が稼働不可能になる要因としては、風速不足が有り、個々の風車の稼働率は通常40%以下となると言われています。

小水力発電ではこの様な問題は避けることができます。

風力発電では、台風などの突然の強風で風車が倒壊しないように、可倒式の風車を利用した発電施設もあります。

この様な発電設備は事前に倒すことで台風の被害を防ぐ事が出来、かつ普段上空に高くに存在する設備の保守点検にも役立ちます。

この様な可倒式風車のような発想は小水力発電には無用のことです。



まとめ

水力発電も風力発電も再生可能エネルギーを使っています。

一旦電気というエネルギーになってしまえば同等なのですが、風力発電は予期せぬところで自然界へ悪影響を及ぼしています。

それは鳥類の風車への衝突死です。

衝突死の多くは鳥が風車の回転範囲を通り抜けようとして、回転翼を避けきれずに体が切断されることにより生じます。

鳥類レッドリストにも載っているイヌワシ、クマタカ、オオタカ、フクロウ、ノスリなどの希少猛禽類の幼鳥が、風力発電のブレード(回転羽根)に衝突(バードストライク)して死亡するのです。

小水力発電も自然界に影響しないわけではありません。

ただ、風力発電と違って必要最低限の発電量を維持しつつ自然界への影響を最小限にする工夫が可能なのです。



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