粋裕コラム：風力発電の特徴を解説。メリットとデメリットについて
風力発電とは、その名のとおり風の力で風車の羽を回し、その回転エネルギーを発電機によって電気エネルギーに変えることです。太陽光発電に並んで代表的な再生可能エネルギーであり、世界でも普及が急速に進んでいます。
日本においても広く導入が進んでいるので、実際に目にしたことがある人も多いのではないでしょうか？風の力をダイナミックに受けて回る風車を見ると、自然のエネルギーを身近に感じることができます。
多くの人にとって身近となってきている風力発電ですが、今回のコラムではその特徴や、メリット・デメリットについて解説します。
風力発電の特徴や動向
風力発電は、風の運動エネルギーを風車の回転に変換し、発電機を回して電気エネルギーに変換するため、燃料コストがかからず枯渇するリスクがありません。最近では、より発電量を増やすための風車大型化技術が進歩してきており、一基あたりの発電量が増えてきている傾向があります。
風力が担保できる場所に設置すれば電力が得られるため、陸上に設置する風力発電に加えて、沖合に風車を設置する洋上風力の普及も進んでいます。また、多くの風力発電機を設置して、全体を一つの発電所として運営する「ウインドファーム」と呼ばれる大規模な風車群も建設されるようになっています。
中でも、特に欧州においての普及が進んでおり、スペインのIberdrola社や、デンマークのORSTED社など、風力発電によって大きく成長したエネルギー企業もあります。
日本においても、風力発電の累積導入量は458.1万kW・2,574基に達しています（2021年末）。また、海に囲まれており、長い海岸線や広い海域を有しているので、それを活かした洋上風力発電も有望視されています。
風力発電のメリット
上記のような特徴を持つ風力発電ですが、メリットとしてはどのようなものがあるのでしょうか？
①環境負荷が少ない
メリットとしてまず第一に挙げられるのは、環境負荷が少ない点です。前述のとおり、風の力による回転エネルギーを使って発電するので、発電時にCO2を排出しません。
②一日中発電できる
また、風の力がある限り無尽蔵に電力を供給できる点も大きなメリットといえます。
もっともポピュラーな再生可能エネルギーである太陽光発電の場合、太陽光が無い夜間は当然発電できません。また、太陽光の照射が弱い日だと発電効率が落ちてしまいます。
一方で、風力発電は発電量が担保できる場所に設置さえすれば、昼夜関係なく一日中発電できます。ただし、場所の選定を誤ると十分な発電を得ることができないため、設置場所の吟味が非常に重要と言えます。
③高い発電効率と低い発電コスト
風力発電は発電効率が高く、再生可能エネルギーの中でも発電コストが最も低いと言われます。
電力へのエネルギー変換効率は約30%～40%で、再生可能エネルギーでは水力発電に次ぐ高さです。発電効率は風速の出現頻度と風車の出力特性に左右されます。風エネルギーは風速の３乗に比例して増大するため、設置場所と技術の組み合わせ次第では、さらに効率よく発電できることも期待されています。
また、風車の停止時間の低減を図り、設備利用率を向上させれば、高い発電効率と相まって、発電コストは他の再生可能エネルギーよりも大きく低減させることが期待できます。
風力発電のデメリット
ここまで風力発電のメリットについて説明しましたが、当然デメリットもあります。
①メンテナンスにコストがかかる場合も
低気圧や台風の通過や突風・落雷などの発生により、突発的に発電機や送電機構に障害が発生する場合があります。諸外国においては、すべての電源が無くなるブラックアウトも報告されており、それに対応するためのメンテナンスやバックアップも考慮すると、大きなコストがかかる場合があります。
沿岸部に設置した場合や洋上の場合は塩害やサビ、摩耗疲労によってトラブルが発生する可能性もあります。なお、風力発電の風車トラブルのうち、落雷や摩耗疲労によるものが約半分弱を占めるという報告もあります。
②騒音や景観への影響
さまざまな分野において騒音による被害が指摘されているところですが、風力発電においても風車が駆動する際の低周波音や風車の風切音によって、同様の事例が報告されています。
また、設置場所によっては景観問題が生じる場合もあり、地域住民による反対運動がたびたび生じている現状があります。
③環境への影響
CO2の排出が無いという点で環境負荷が少ない風力発電ですが、設置によって環境への影響が出る場合もあります。
例えば、森林エリアに設置する場合、建設資材を運搬するための道を増幅することが必要になったり、大規模な法切り、埋め立てなどの土木工事が必要になる場合があります。これによって、森林に生息する動植物の生息環境に影響がでる可能性が考えられます。
風力発電のデメリットを解決するには
上記のデメリットを解決するには、設置場所の選定が最も重要になります。
粋裕株式会社では、正確な調査とノウハウの蓄積により、場所の選定から安心・安全な設備の提供まで一貫して対応しております。特に、小型風力発電において過去に設置した発電所においては、最高レベルの発電量を記録しております。
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