浮体式洋上風力発電は、再生可能エネルギー(風力、太陽光など)の普及に力を入れている日本において、現在最も注目を浴びている発電装置です。海に囲まれた日本にとって優位性のある浮体式洋上風力発電装置ですが、いったいどうして必要なのか、また、なぜ巨大な物体が海面に浮いていられるのか気になる人が多いと思います。
今回は、浮体式洋上風力発電装置の概要や理由と、どうして浮いていられるのかについて説明します。

浮体式洋上風力発電とは

浮体式洋上風力発電は、海や湖など(off-shore)で発電する「洋上風力発電(オフショア風力発電)」の一種で、発電装置を底に固定せず水面に浮かばせるもののことを指します。

風力発電は風向きや風速によって発電量が左右されてしまうため、それらが比較的安定している洋上が発電装置の設置に適していると言われていました。しかし、着床式の場合、水深が50メートルを超えると採算性が悪くなるという問題があります。

日本は四方を海に囲まれた海洋国です。また国土が狭いという点を考えても、洋上風力発電が適していると考えられているのですが、日本には遠浅の海がたくさんありません。それに加えて海岸線に作るとなると、景観や漁業のことを考慮しなくてはいけなく、どうしても水深のある沖合に設置しなくてはいけなくなります。

そこで、深い海域に設置できる浮体式風力発電が期待されているのです。

どうして浮かんでいるのか

しかし、ひと言で「浮かべる」と言っても、風力発電装置となるとそれなりの大きさと重さが必要になります。ちなみに長崎県の五島市椛島の周辺海域に設置された最大出力100キロワットの浮体式洋上風力発電設備は、全長が約71メートルです。どうしてそれほど巨大な物体が浮いていられるのか、気になるという人も多いことでしょう。

簡単に言うと、アルキメデスの原理の応用です。つまり、排水量が装置の重さよりも大きくなれば、それによって生まれる浮力も大きくなり、巨大な装置が洋上に浮かぶということです。

全長71メートルの物体がきちんと垂直に立っている理由も気になるところです。
椛島の周辺海域に浮かぶ発電装置にはスチールで造られた直径3.8メートルの浮体がついています。その下部20メートルがコンクリートになっており、それが重りの役になって垂直に浮くという仕組みです。細長い浮きが水面で垂直に立つのと同じ原理だと考えるとわかりやすいでしょう。

椛島の周辺海域に浮かんだ発電装置は、海底に沈めたシンカーとつながっているため波に流される心配もありません。また、水中で藻や貝が付着してもバランスが保てるように、空荷の船舶が船底に入れるバラスト水を浮体の下部に入れるなどしています。
その結果、細長く巨大な発電装置は一定の位置にとどまったまま、安定した発電を行えているのです。

浮体式洋上風力発電には、現在大きな注目が向けられています。深い海に囲まれている日本にとっても利点がたくさんあり、再生エネルギーの普及のためにも大きな一助になることが期待できるでしょう。