海に浮かぶエネルギー工場、「浮体式洋上風力発電」

日本にぴったりの海に浮かぶ風力発電

風力発電は、エネルギー自給率が低い日本にとって期待される再生可能エネルギーですが、風力発電に適した平地の確保が難しく、欧米諸国ほど普及が進んでいません。それならば、広くて風をさえぎる物がない海（外洋）の上に風力発電機を設置すればいいのでは？と思うかもしれません。しかし日本沿岸は水深が深く、海底に風力タービンの基礎を組み上げる「着床式」の建設が困難な場所が多いのです。そこで注目されているのが、魚釣りの浮きのように洋上に構造物を浮かべて風車を回す「浮体式洋上風力発電」システムです。

超高層ビル級の高さの施設も

浮体式は海にポッカリ浮いているとはいえ、2MW（メガワット）の発電力のものでブレード（風車の羽根）の回転半径が40m以上、水面から上部の風車までの高さが60mを超えるという巨大な構造物です。約3500世帯に1日分の電気を供給できるとされる7MWクラスになると、なんとその高さは200mという超高層ビル級です。洋上でこれらをいかに安全にコントロールし、かつコストを抑えながら安定した発電ができるかを目標に、海洋システム工学の分野では急ピッチで研究が進められています。

洋上の電力ステーションも夢じゃない！

巨大な浮体式構造物を流されないよう海中でつなぎとめる係留システムの安全性、耐久性が重要で、数百mの水深の水圧や潮流のパワーにも対応できる係留方法とケーブルが必要になります。また、風力や風向きによってブレードの仰角や回転数をコンピュータ制御しますが、もし台風などで誤作動が起こっても、浮体が転覆しない安全対策が求められます。
研究では構造物の模型を用い、水槽に実際の風、波、流れを起こして高度なシミュレーション試験を繰り返します。浮体式洋上風力発電の実用化と応用が進めば、洋上の養殖場に電気を送ってエネルギーの自給自足を行うことや、航続時間の短い電気推進船の電力供給ステーションになることも可能です。

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先生情報 / 大学情報

大阪公立大学工学部海洋システム工学科准教授二瓶泰範先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

海洋システム工学、船舶海洋工学

メッセージ

「海洋システム工学」は、高校生にはあまりなじみがない学問だと思います。ざっくり説明すると、総合工学の一種で、大きなものを作るための研究や開発を行う学問です。物理や数学、力学に興味があって、将来大きな構造物を作ってみたいという夢がある人にはぴったりだと思います。雄大なスケールと視野を持って、日本や世界の将来に貢献するエンジニアをめざしてみませんか。大阪府立大学工学域で待っています。

先生への質問

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2022年4月、大阪市立大学と大阪府立大学が統合し、大阪公立大学が誕生しました。大阪市立大学、大阪府立大学は共に約140年の歴史ある大学であり、水都として交通の要衝であった大都市大阪とともに発展してまいりました。この地の利を生かし、理論と実際を有機的に結合することにより、両大学は大都市大阪で生活する人々が必要とする精神文化の発展や産業と経済の振興を担う中心機関としての役割を果たしてきました。本学はさらなる異分野を融合・包摂した新たな学問の創造と多様な世界市民の育成を目指します。