年間40ギガワット時: これは、グリーンディールに基づく、2050年までの欧州の潮力発電目標です。しかし、現在、欧州の設備容量は30メガワットをわずかに上回る程度です。問題は、従来のタービンは高価すぎること、深い海域を必要とすること、そしてメンテナンスが複雑であることです。解決策はバイエルン州で見つかるかもしれません。ミュンヘン大学の研究者たちは、スキーリゾートから出てきたようなシステムを試験しました。それは、スキーリフトのように連続ケーブルに接続された水中凧で、海流からエネルギーを生成するというものです。
この装置は ケーブルカイト 重さ100キロ、全長18メートル、わずか毎秒0,6メートルの潮流で飛行する。イザール運河での試験では、凧の速度は毎秒1,5メートルに達した。 同等の風力タービンに比べて 1000 倍コンパクトです。
逆方向に動くスキーリフト
CableKitesシステムはスキーリフトの仕組みを再現していますが、エネルギーの流れを逆転させています。従来のスキーリフトでは、滑車に取り付けられたモーターがスキーヤーを引っ張るケーブルを動かします。このシステムでは、水中に沈んだ凧によって押されるケーブルが、発電機が設置された滑車を回転させます。 ロバート・マイヤー・スタウドが説明するように、流体力学の専門家ミュンヘン大学,
「私たちの目標は、プロトタイプの機能性をテストすることでした。ランツフート近郊は理想的な場所でした。運河の流れは毎秒0,6メートルという一定の速度で流れており、これは海洋の条件に匹敵します。」
凧は単なる平面ではありません。水中での安定性を維持し、流れを最大限の効率で推進力に変換するために最適化された翼です。試験版では長さ1メートル、幅20センチ（市販版では5倍の大きさ）の凧は、空中と同じように水中を「飛ぶ」ことができます。違いは何でしょうか？ 水の密度は空気の 1000 倍であるため、水中翼は空気の表面積の 1000 倍と同じエネルギーを生成することができます。
海流：無視された資源
海流は私たちが持つ最も予測可能な再生可能な資源です。 フロリダ・アトランティック大学の研究 一部の海域では1平方メートルあたり2.500ワットを超える電力密度が発生していることが示されています。 最良の条件下では風力発電の2,5倍の価値.
高エネルギー密度ゾーンの約 75 パーセントは、1 平方メートルあたり 500 ワットから 1.000 ワットのレベルにある 490,000 平方キロメートルの海域をカバーしています。
しかし、私たちは彼らを無視し続けています。 従来の海洋タービンの設置およびメンテナンスのコストは依然として高額です。 構造物は塩分による腐食、表面に付着する生物、そして変動する海流に耐えなければなりません。CableKitesは、モジュール式で比較的シンプルな構成でこれらの問題を解決しようと試みています。試験されたプロトタイプの「水中スキーリフト」は重量100キログラムで、クレーンで運河に降ろされました。商用システムは、海底に固定されたタービンよりも大幅に低コストで、複数のアレイを設置できます。
このプロジェクトは、ミュンヘン大学、 ミュンヘン工科大学 e エンロープGmbHヴァッカースベルクに拠点を置くスキーリフト製造会社。創業者のアントン・グラスル氏とピーター・グラスル氏は、ケーブルカー技術を用いて水流からエネルギーを捕捉するという基本コンセプトを考案しました。 海洋工学と海洋エネルギージャーナルに掲載された研究によるとドイツの北海における潮力潜在力は、最もエネルギーの強い河口を除いて、年間 66,6 ～ 565,8 GWh と推定されています。
水中スキーリフト：実世界テストと商業的展望
ランツフート近郊のイザール運河は、安定した流れ、管理された環境、そしてモニタリングのためのアクセス性など、試験に最適な条件を備えていました。チームは2年をかけてプロトタイプの設計、シミュレーション、そして製作を行いました。その結果は期待を上回るものでした。凧は流れの中で安定した姿勢を保ち、最大秒速1,5メートルで水中を移動しました。 彼らを押し流していた流れの3倍の速度.
「水中の凧の動きを飛行と表現します。水は空気と似た挙動を示すものの、密度は空気の1000倍だからです」とマイヤー＝スタウデ氏は説明する。この密度のおかげで、凧のサイズは劇的に小型化できる。本格的な商用施設では凧は5倍の大きさ（約5メートル）になるが、それでも同出力の風力タービンと比べれば微々たるものだ。
ヨーロッパの海流の未来
ヨーロッパは、前述のように、2050年までに年間40ギガワット時の電力を発電する潮力発電所を設置することを目指している。 ヨーロッパのグリーンディールCableKitesの技術は、試作段階を終え商用化に至れば、この目標達成に貢献する可能性があります。この研究の共著者であるマイケル・ギャレット氏は、「信号が宇宙空間をどのように伝わるかを学ぶことで、通信周波数帯域の確保や将来のシステムの設計に関する貴重な知見が得られる」と強調しています。
他の国々はドイツの例に倣う必要があります。フランスは歴史あるラ・ランス発電所（1966年稼働）、英国はスコットランドのメイジェン・プロジェクト、韓国は254MWの始華湖発電所を有しています。これらは技術的な実現可能性を実証した先駆者たちです。経済的な拡張性は未だに不足しています。設置・維持コストが下がれば、海流は欧州のエネルギー転換の礎となる可能性があります。
「試作試験により、ケーブルカー技術を用いた潮力発電所は技術的に実現可能であることが実証されました」とマイヤー＝スタウデ氏は結論づけています。次の段階は、潮流がより強く、発電量を拡大可能な沖合での実証プラント建設です。水中スキーリフトもその一つです。
昨日までは冗談のように思えた。しかし今日では、海流に応用された工学技術だ。
