風力発電
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風力発電（ふうりょくはつでん）とは、風の力でタービンを回して発電すること。風のエネルギーを電力（電気のエネルギー）に変換する。再生可能エネルギーの一つ。
歴史[編集]
イギリスでは1887年にグラスゴーのJ.ブライスが垂直風車により出力3kWの発電を開始したとされる。アメリカ合衆国では1888年にクリーブランドのC.F.ブラッシュが直径17m144枚のブレードからなる巨大な多翼風車で12kWの風力発電を1908年まで20年間使用されたとされる。1891年にはデンマークのアスコウ（Askov）でポール・ラ・クールによって風力発電研究所が設立され、風力発電で電気分解した水素と酸素で発電の実験が実施された。日本では1949年に山田基博が北海道札幌市に(株)山田風力電設工業所を設立して風車の本格的製造を開始した。オイルショックを機に風力発電などの代替エネルギーへの関心が高まり、1973年に足利工業大学、三重大学が風力発電の研究を開始。1975年に鶴岡高専、山形大学が風車の研究を始めた。その後、複数の教育機関や企業が参入したものの、1980年代には石油の安定供給、価格下落により研究開発は下火になり、1990年代に入ると地球温暖化への対策の一環として再び、風力発電への関心が高まった。1970年代とは異なり、複合材料やパワーエレクトロニクス、数値流体力学によるシミュレーション技術の発展により世界各地で普及が進んだ。
特性[編集]
風力発電は従来の集中型電源と様々な点で異なる特性を持つ。
メリット[編集]
主に環境負荷の小ささ、化石燃料の使用量削減、エネルギー安全保障、産業振興・雇用創出などが挙げられる。
- 温室効果ガスである二酸化炭素などの排出量の低減効果がある。
- 比較的発電コストが低く、事業化が比較的容易である。
- エネルギー自給率の向上が見込める。
- 経済安全保障上の大きなメリット。石油や天然ガスなど地下資源に恵まれていない国（含 日本）でも、風にさえ恵まれていれば発電できる。戦争を始める産油国・ガス産出国があってその国（ロシアなど）からの天然ガスや石油の輸入を制限せざるを得なくなっても、発電を継続することができる。
- 小規模分散型の電源であるため、事故や災害など有事の際の影響を最小限に抑え、全体の稼働率を高くできる。
- 工期が短く、需要総量の変動に対応しやすい。また投資してから運転開始までの利子も少なく済む。
- 運転用燃料を必要としないため、物価変動由来（インフレなど）の事業リスクを減らせる。
- 大規模集中型の発電所に比較して、修理やメンテナンスに要する期間を短くできる。
- 離島など、燃料の確保や送電コストの高い地域の独立電源として活用できる。
- 冷却水を必要としない。
- 小型のものは需要地に隣接して設置可能であり、送電コストの低減に役立つ場合がある。
- 個々の設備が比較的小規模で個人でも運用可能である。
- 風が吹けば夜間を含めいつでも発電が可能である。
課題と解決策[編集]
課題 → 解決策の例 という形式で記述する。
- 出力電力の不安定性、不確実性。風速の変動に伴って、出力の電圧や力率が需要と関係なく変動する。 → 蓄エネルギーシステムと併用する。
- 風力原動機を設置する場所の風況が発電の採算性に大きく影響する。 → 事前の調査、試算を正確に行う。ひとつの業者の提示する数字を盲信せず、複数の業者や研究者に試算させ、数字と数字を比較して、各試算の信憑性を検討する。試算で採算が取れないと判明した場所では無理に建造することは止める。
- 陸上に設置する場合で周囲に住宅がある場合は、騒音被害を与える場合がある。→ 人家が無い海岸や洋上に設置することで、住宅から距離を離す。
- 陸上に設置する場合は、周辺の環境への悪影響が生じる場合がある。（地元が景観や森林の破壊を理由に反対することもあり、日本では蔵王連峰の景勝地「御釜」周辺での計画が宮城県知事などによる反対で中止された例がある。） → 洋上ならば比較的、環境問題が生じにくい。（秋田県の洋上風力プロジェクトは成功している。）
- 台風、サイクロンなどによる強風で、定格を大幅に超える速度で運転すると、風力発電機の破損を招く場合がある。→ 台風発生時にはブレードの回転をしっかりと止める。
- 落雷で故障することがある。
- 大きい風力発電の場合、ブレードに鳥が巻き込まれて死傷する場合がある。→ 事前に調査を行い、渡り鳥が大量に通る通り道と分かっている場合は、建造を止めることを検討する。
- 風車は年々タワーは高く、ブレードは長くなる傾向にあり、それに伴い点検や補修に係るコストも増大してきた。→ 風力タービンをできるだけ国内で生産することでそのお金が国内産業にもたらされるようにする。塔の部分は全て国産が望ましく、それに加えてナセル部分もできる限り国産化を目指す。（秋田県の風力発電プロジェクトではできるだけ国産化する方向、地元の人々を雇用する方向で動いている。）お金が地元に落ちるようになり地元の人々が雇用されるようになると、そのお金は単なるコストではなく、ほぼ《経済効果》になり地元が広範囲に潤う。
- 現時点ではコスト面で法的助成措置を必要とする場合が多い。
