近藤 俶郎 編著 (1996) 海洋エネルギー利用技術

  • 近藤 俶郎(ひでお) 編著, 上原 春男, 木方(きほう) 靖二, 宮崎 武晃, 谷野 賢二 著, 1996: 海洋エネルギー利用技術。森北出版, 185 pp. ISBN 4-627-91460-1.

自然エネルギー(再生可能エネルギー)のうちで、海のエネルギーも重要なはずなのだが、情報が少ない。非常勤先の大学図書館で、まず多種類のエネルギーをまとめて展望した本をさがしたら、これがあったが、これより新しいものは見あたらなかった。

章構成は次のようになっている。
1. 概説 (近藤 俶郎:室蘭工大)
2. 潮汐 (木方 靖二:日大)
3. 海流・潮流 (木方)
4. 波浪 (宮崎 武晃:海洋科学技術センター;、谷野 賢二:北海道開発局開発土木研)
5. 海洋温度差エネルギー (上原 春男:佐賀大)
6. その他の海洋エネルギー (宮崎)
7. 取得エネルギー利用計画 (谷野)
8. むすび –将来展望– (近藤)
ページ数からみて、波浪と海洋温度差の実例をあげることに重点があるようだ。編者は波力利用(「可動物体型」のうちの「振り子式」)の研究経験があるが、本書では波力は別の人たちにまかせて総論にまわっている。

全体を読みこなすことができなかった。他によい文献がなければまた借りて読むことになるかもしれない。

波力は、光を出す航路標識の電源などの目的には実用になっていることがわかったが、それ以外の目的では実験段階のままのびなやんでいるように思われる。波力利用装置の原理は次のように分類される(「表4.2 一次変換装置の分類」)。

  • 波浪による装置の運動
    • 可動物体型
      • 上下運動
      • 回転運動
      • 水平運動
      • 連成運動
      • 連結浮体運動
    • 振動水柱型
      • 空気流
      • 水流
    • 受圧面型
  • 波浪の変形
    • 越波型
      • 水流
      • 貯水
    • セットアップ型
      • 水流

日本での波力利用の研究開発は、4.3節(2)(a)にあるように、この本が出版されたころは、「振動水柱型・空気流」に集中していた。わたしは2003年に海洋科学技術センター(翌年から海洋研究開発機構)に所属したが、同じ組織内で波力利用の技術開発をやっているという話は聞かなかった。今の海洋研究開発機構のウェブサイトを調べると「マイティーホエール」に関するウェブページ http://www.jamstec.go.jp/jamstec-j/enlight/umihoshi/learning/link_win/2_2411.html はあり、「三重県南勢町沖で実海域実験を行い、平成14年3月に実験を終了しました。」と書かれている。確かにわたしが加わった時点では終わっていたのだ。これも「振動水柱型・空気流」だった。

最近ウェブサイトで波力について検索したら、地方新聞の記事などで、「ジャイロ型」や「つるべ型」の実験の話が見つかったが、このそれぞれが上の分類のどこにあてはまるのかはもっと勉強しないとわからない。「振動水柱型・空気流」の路線が行き詰まり、違うところから新しい芽が出てきたのだろうか?


第1章 概説 (近藤)
1.1 エネルギーを取り巻く状況 1
1.2 なぜ海洋エネルギーか 4
1.3 海洋エネルギーの種類 5
_(1) 海洋エネルギーの種類 5
_(2) 海洋エネルギー取得利用の手順 7
_(3) 各種海洋エネルギーの特徴 7
1.4 海洋構造物・施設と材料 8
1.5 エネルギーの価格 9
_(1) はじめに 9
_(2) 従来のコスト計算方法 11
_(3) 新しいコスト推定法 12
参考文献 13
第2章 潮汐 (木方)
2.1 利用可能量 15
2.2 エネルギー変換システム 19
_(1) 単貯水池形引潮(片方向)発電方式 20
_(2) 単貯水池形両方向発電方式(揚水併用) 21
_(3) 二貯水池形両方向発電方式 21
2.3 技術開発の歴史と現状 22
2.4 ケース・スタディ 22
_(1) ランス潮汐発電所 24
_(2) キスラヤ潮汐発電所 25
_(3) 江厦潮汐発電所 26
参考文献 27
第3章 海流・潮流 (木方)
3.1 利用可能量 28
_(1) 海流 28
_(2) 潮流 31
3.2 エネルギー変換システム 32
_(1) プロペラタービン方式 33
_(2) サポニウス形水車方式 33
_(3) ダリウス形水車方式 34
_(4) クロスフロー水車方式 34
_(5) フォイトシュナイダープロペラ方式 34
_(6) セール・キャノピー方式 35
_(7) 全流向型縦軸水車方式(鞍掛方式) 36
3.3 技術開発の歴史と現状 37
3.4 ケース・スタディ 38
_(1) 海流発電 38
_(2) 潮流発電 40
参考文献 41
第4章 波浪 (宮崎・谷野)
4.1 利用可能量 43
_(1) 波エネルギー賦存量 43
__(a) まえがき
__(b) 波エネルギーの賦存量
___((1)) 波パワー
___((2)) 日本周辺における賦存量
__(c) 波エネルギーの変動性
___((1)) 日本沿岸の波浪特性
_(2) 波パワーの変動性 49
__(a) 波パワーの時系列的変化
__(b) 有義波高と波パワーの頻度分布
_(3) 季節および月による変動 52
4.2 エネルギー変換システム 53
_(1) 波浪利用とは 53
_(2) 分類 55
__(a) 一次変換装置
__(b) 二次変換装置
_(3) 波浪エネルギー吸収メカニズム 58
4.3 技術開発の歴史と現状 59
_(1) 開発の歴史 59
_(2) 開発状況 61
__(a) 国内
___((1)) 浮体式波浪発電装置「海陽」(可動物体型・回転運動)
___((2)) 振り子式波浪エネルギー吸収装置(可動物体型・回転運動)
___((3)) 下部指示型振り子板式波力発電システム(可動物体型・回転運動)
___((4)) 沿岸固定型波力発電システム「三瀬型」(振動水柱型・空気流)
___((5)) 波力利用熱回収システム(振動水柱型・空気流)
___((6)) 消波工型定圧化タンク方式波力発電システム(振動水柱型・空気流)
___((7)) 波力発電ケーソン防波堤(振動水柱型・空気流)
___((8)) 水弁集約式波力発電システム(振動水柱型・空気流)
___((9)) 固定式灯標用波浪発電装置(振動水柱型・空気流)
___((10)) 波力発電装置「海明」(振動水柱型・空気流)
___((11)) マイティーホエール(振動水柱型・空気流)
___((12)) 航路標識ブイ用波力発電機装置(振動水柱型・空気流)
___((13)) 後ろ曲げダクトブイ(振動水柱型・空気流)
___((14)) 波動ポンプ(振動水柱型・水流)
___((15)) 低天端越流防波堤(越波型・貯水)
__(b) 国外
___((1)) クバーナーMOWC (ノルウェー) [振動水柱型]
___((2)) タプチャン(ノルウェー)
___((3)) アイラ沿岸固定式(英国)
___((4)) 国立技術研究所OWC振動水柱式
___((5)) ベルファストOWC式(英国)
___((6)) ブリストルシリンダー式(英国)
___((7)) シークラム式(英国)
___((8)) エジンバラ・ダック式(英国)
___((9)) ホースポンプ式(スウェーデン)
___((10)) ブイ・ピストン式(スウェーデン)
___((11)) ウェーブロータ式(スウェーデン)
___((12)) ピウェクス式(マコーミックタービン) (米国)
___((13)) トリプレート式(米国)
___((14)) ブルロック(アイルランド)
___((15)) スレテンボッシュ式(南アフリカ)
___((16)) 固定型空気タービン式(インド)
4.4 ケース・スタディ 78
_(1) 防波堤兼用の沿岸固定式 79
__(a) 防波堤兼用の一次変換装置
__(b) 波力発電ケーソン防波堤
_(2) 浮体式 85
__(a) 海明式波力装置
___((1)) 検討概要
___((2)) 発電コスト
参考文献 92
第5章 海洋温度差エネルギー (上原)
5.1 利用可能量 95
_(1) 海洋温度差エネルギーと温度分布 95
_(2) 日本海域での海洋温度差エネルギーと利用可能量 97
_(3) 全世界の海域での海洋温度差エネルギーと利用可能量 100
5.2 エネルギー変換システム 102
_(1) クローズドサイクル式海洋温度差発電 102
_(2) オープンサイクル式海洋温度差発電 104
_(3) ハイブリッドサイクル式海洋温度差発電 105
_(4) カリーナサイクル式海洋温度差発電 106
_(5) SUサイクル式海洋温度差発電 106
5.3 技術開発の歴史と現状 107
_(1) フランスでの初期の開発 107
_(2) アンダーソンの発明 111
_(3) 海洋温度差発電の本格的研究(1973年以後) 112
__(a) 日本
__(b) アメリカ
__(c) 台湾
_(4) 海洋温度差発電の実用化への課題 115
_(5) 実証プラント 115
__(a) ミニ・オテック
__(b) ナウル共和国の海洋温度差発電プラント
__(c) 九州電力の徳之島プラント
__(d) 佐賀大学の実験プラント
__(e) ハワイのオープンサイクルプラント
_(6) 佐賀大学の新サイクルプラント 121
_(7) これまでに得た研究成果の概要 122
__(a) 発電サイクルと作動流体
__(b) 蒸発器
__(c) 凝縮器
__(d) タービン
__(e) 蒸発器および凝縮器の材料
__(f) 海水汚れ係数と汚れ対策
__(g) 海洋温度差発電の設置形式と特徴
__(h) 海洋設置型海洋温度差発電所
__(i) 冷水取水管の材質と敷設方法
__(j) 海洋温度差発電の複合的利用方法
5.4 ケース・スタディ 140
_(1) 海洋温度差発電の最適設計法 140
_(2) クローズドサイクルを用いた場合の海洋温度差発電プラント 145
__(a) 台湾のホーピン(和平)沖に設置した場合
__(b) 陸上設置形の海洋温度差発電プラント (インテグレートサイクル)
参考文献 150
第6章 その他の海洋エネルギー (宮崎)
6.1 塩分濃度差エネルギー 152
_(1) 塩分濃度差エネルギーの変換 152
__(a) 浸透圧量濃度差発電
__(b) 濃淡電池法による濃度差発電
__(c) その他の変換方式
6.2 バイオマスエネルギー 155
参考文献 156
第7章 取得エネルギー利用計画 (谷野)
7.1 利用面からみた海洋エネルギーの特徴 157
_(1) エネルギーの取得場所と消費地までの距離 157
_(2) エネルギー取得規模 157
_(3) エネルギーの変動性 159
_(4) 利用上の課題 160
7.2 エネルギー貯蔵 161
_(1) エネルギー貯蔵の必要性 161
_(2) 主なエネルギー貯蔵法 162
_(3) 圧縮空気の利用法 164
__(a) 気泡ポンプ
__(b) 気泡噴流
7.3 機能の複合化 166
_(1) 必要性と意義 166
_(2) 複合化の方策(例) 166
__(a) 波浪
__(b) 海洋熱
7.4 水産・環境分野における海洋エネルギー利用 168
_(1) 港内導水 168
_(2) 海水輸送 170
_(3) 水質浄化 172
__(a) 消波構造物による曝気
__(b) 構造物による礫間接触浄化
参考文献 174
第8章 むすび –将来展望– (近藤)
_(1) 北半球 176
_(2) 南半球 177
参考文献 178
索引 179[-185]

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