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波を超えて：振動水柱（OWC）が将来のエネルギーに革命を起こす理由
再生可能エネルギーに対する世界的な需要が高まるにつれ、振動水柱（OWC）技術は、新しいタイプの波力エネルギー変換装置としてその可能性を徐々に示しつつあります。この装置は、海の波によって引き起こされる内部の海水の振動を利用してエネルギーを生成します。 OWC は他のエネルギーシステムに比べて環境への影響が比較的小さいため、より効率的な OWC モデルを開発する企業が増えています。
振動水柱装置は、海とつながっている底部の開口部を備えた半水没チャンバーまたは中空構造で構成されています。チャンバーの上には空気ポケットが保持されています。波が押すと、水柱はピストンのように上下に動きます。空気をチャンバー内に強制的に送り込みます。屋内と屋外の流れ。
この連続的な動きにより、空気は双方向の高速気流となり、電力変換システム (PTO) を通じてエネルギーに変換されます。 OWC の PTO システムは、空気の流れが双方向に動いている間にも継続的に発電できることが特筆に値します。この機能により、OWC は発電の安定性を大幅に高めています。
デザイン
基本的な OWC コンポーネント
動力伝達システム (PTO)
PTO システムは、OWC マシンの 2 番目の主要コンポーネントです。その主な機能は、空気圧エネルギーを目的のエネルギー形式（音や電気など）に変換することです。 PTO システムの設計は、振動水柱の効率にとって重要であり、チャンバーの内側と外側の両方の空気の流れをエネルギーに変換できなければなりません。
ウェルズタービン
ウェルズ タービンは、1970 年代後半にベルファストのクイーンズ大学のアラン アーサー ウェルズ教授によって設計されました。対称翼を使用した双方向タービンです。タービンは海と直接接触しないように設計されていますが、翼の迎え角が大きいため抗力が増し、空気速度が速いときには効率が低下します。
ハンナタービン
ハンナ タービンは、ウェルズ タービンの設計を改良したものとして、環境活動家ジョン クラーク ハンナによって 2009 年に発明されました。ハンナ タービンは、背中合わせの 2 つの非対称翼を使用しています。この設計により、抗力が低減されるだけでなく、揚力係数も増加し、タービンが失速する可能性が低くなり、トルクが向上します。
歴史
振動水柱技術の最も初期の応用は、音響ブイに見られました。音響ブイは、チャンバー内で発生した空気圧を使用して PTO システムを駆動し、音を発生させます。 1885 年、『サイエンティフィック・アメリカン』誌は、米国の海岸沿いで稼働している 34 基の測深ブイについて報告しました。
1947年、日本の海軍司令官増田善雄は、発電可能なOWC航行ブイを設計し、OWC技術が電力を生成する技術へと移行しました。
大規模 OWC 発電所プロジェクト
リンペット、アイラ島、スコットランド
この発電所は2001年に開設され、500kWの電力を発電できる直径2.6メートルのウェルズタービンを備えている。
ムトリク、バスク地方
この発電所は2011年に開設され、16基のウェルズタービンを備えており、適切な条件下では約300kWの電力を発電することができます。
海洋エネルギーブイ
このプロジェクトはオーシャンエナジー社によって開発されており、実物大のブイは約500MWの出力を持つと予想されています。
マーモック-A-5
Oceantec と IDOM が開発した OWC ブイは、バスク地方のビスカヤ海エネルギープラットフォームでテストされました。
環境への影響
振動水柱技術は水中に可動部品がないため、環境への影響が比較的限定されており、海洋生物へのリスクが軽減されます。しかし、それらが引き起こす騒音公害は現在、大きな懸念事項の一つとなっています。
一部の専門家は、OWC 装置を海岸から離れた場所に設置することでこれらの悪影響を軽減でき、装置の性能も向上する可能性があると示唆しています。
振動水柱技術は、将来のエネルギーにとって重要な解決策になり得ることを示しているようですが、実際に広く使用できるかどうかは、今後証明される必要があります。
