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世界初,実海域において海流発電の100kW級実証試験を実施へ ~新たな再生可能エネルギー技術「水中浮遊式海流発電」実証機が完成~

-2017年07月7日-

プレスリリース

 株式会社IHI(本社:東京都江東区/社長:満岡次郎,以下「IHI」)と国立研究開発法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構(以下「NEDO」)は,海流エネルギーを利用して発電する新たな再生可能エネルギー技術である水中浮遊式海流発電システムの100kW級実証機「かいりゅう」を,IHI横浜事業所で完成させました。今夏,鹿児島県十島村口之島沖の黒潮海域で,実際に海流を利用した100kW規模の海流発電においては世界初となる実証試験を行います。
 NEDOは,エネルギーが強く,変動が少ない海流エネルギーについて,新しい再生可能エネルギー源として期待しています。特に離島などでの実用化を目指すと共に,エネルギーセキュリティーへの貢献を目指します。
 IHIは,今回の実証試験により発電性能や姿勢制御システムを検証し,海流エネルギーを有効かつ経済的に利用する水中浮遊式海流発電システムを2020年に実用化することを目指します。

世界初,実海域において海流発電の100kW級実証試験を実施へ
かいりゅう
図1 水中浮遊式海流発電システム
海中への設置イメージ
図2 運搬用の台船に載った
実証機「かいりゅう」

1.概要
 海洋のさまざまなエネルギー(海流,潮流,波力,海洋温度差等)による発電技術は,新たな再生可能エネルギーとして世界的に期待されています。特に,日本の沿岸付近には,世界的にも有数のエネルギーを持つ黒潮などの強い海流が,年間を通じて安定して流れています。海流は,太陽光や風力に比べて昼夜や季節による変動が少ないことから,離島や系統連系等の制約により再生可能エネルギーの導入が困難な地域等におけるエネルギー源としての大きな可能性を有しています。
 NEDOは,2011年度から海流エネルギー発電の研究開発※1に取り組んできました。今回,NEDOとIHIは,海流発電の技術的な開発を完了し,100kW級実証機「かいりゅう」※2をIHI横浜事業所(神奈川県横浜市)で完成させました。
 今夏,鹿児島県十島村口之島沖の黒潮海域で,実証機の発電性能や姿勢制御システムの検証を行います。これは,世界初※3の海流発電の実証試験になります。
 NEDOは,エネルギーが強く,変動が少ない海流エネルギーについて,新しい再生可能エネルギー源として期待しています。特に離島などでの実用化を目指すと共に,エネルギーセキュリティーへの貢献を目指します。
 IHIは,今回の実証試験により発電性能や姿勢制御システムを検証し,海流エネルギーを有効かつ経済的に利用する水中浮遊式海流発電システムを2020年に実用化することを目指します。

2.試験場所と実証機名称
 実証試験場所は,内閣府総合海洋政策推進事務局の海洋再生可能エネルギー実証フィールドに今回選定された,鹿児島県十島村口之島であり,黒潮が流れる口之島北側海域の沖合約5km,水深100mの地点に実証機を設置する計画です。串木野港(鹿児島県いちき串木野市)沖合で7月下旬頃から1週間程度の曳航試運転※4を行った後,口之島沖で8月中旬頃から1週間程度の実証試験を実施する計画です。
 本装置の名称は,十島村の小中学生から公募した中から十島村村長が選定し,「かいりゅう」と命名しました。

世界初,実海域において海流発電の100kW級実証試験を実施へ
図3 実証試験の場所
(出典 左図:NEDO 海洋エネルギーポータルサイト,右図:海上保安庁 海洋台帳)

3.水中浮遊式海流発電システムの特徴
 本システムは,海底に設置したシンカー※5から浮体式発電装置を海中に係留し,海流の流れによって,タービン水車を回転させることで発電する仕組みです。

世界初,実海域において海流発電の100kW級実証試験を実施へ
pr170707-62
 
※今回の実験では,船上に受電設備を設置します。
図4 実証機のサイズと設置イメージ

【主な特徴】

  • 昼夜や季節による変動が少ない安定した海流エネルギーを長期かつ連続的に利用することで,年間60%以上の高い設備利用率での発電が可能です。
  • 海底から係留して海中に浮遊させることで,1000m級の大水深域での設置にも対応できます。波浪の影響を受けない安定した運用が可能であり,船舶の航行に支障を及ぼさず,設置可能海域を広く設定することができます。
  • 左右2基の水中タービン水車を互いに逆方向に回転させることで,タービンの回転に伴う回転トルクを相殺でき,海中で安定した姿勢を保持し,高い効率で発電を行うことができます。
  • 浮力を調整することができるため,保守整備時には必要に応じて海上に浮上させることで,メンテナンスや修理を容易に行うことができます。
【用語解説】
※1  研究開発
  海洋エネルギー技術研究開発/次世代海洋エネルギー技術研究開発(2011年~2014年度)
海洋エネルギー技術研究開発/海洋エネルギー発電システム実証研究(2014年~2017年度)
※2  100kW級実証機「かいりゅう」
  ・定格発電出力:約100kW(50kW×2基)
・タービン直径:約11m
・浮体長さ:約20m 幅:約20m
・定格流速:1.5m/秒(3ノット)
・浮遊深度:約30m~50m
※3 世界初
  2017年7月現在(NEDO・(株)IHI調べ)。実際の海流を利用した100kW規模の海流発電において。
※4 曳航試運転
  実証試験前の調整として,串木野沖で,船舶で装置を曳航することで黒潮に模した水流を発生させ,海中での挙動の確認を行う。
※5 シンカー
試験機を固定するための方法の一つとして,錘(シンカー)の自重によって固定する方法がある。今回の実証試験では,海底に設置したシンカーに係留索を接続し,その先に実証機を接続する。

 




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