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大型風力発電設備を「デジタル化」 三菱重工、試験運転を開始

三菱重工業は24日、新型の油圧式装置を搭載した大型風力発電設備の試験運転を1月に始めたと発表した。風力、太陽光などを使ってエネルギーを生み出す「再生可能エネルギー」の需要が拡大するなか、激化する大型の風力発電設備の技術開発で先んじたい考えだ。2013年にまず英国で陸上に実証機を据え付け、運転を始める計画。15年には油圧式の製品を市場に投入し、既存の歯車式の設備とも合わせ2017年までに洋上の風力発電設備全体で世界10%のシェアを目指す。

三菱重工業が大型風力発電設備の試験運転を始めた(横浜市)

三菱重工業が大型風力発電設備の試験運転を始めた(横浜市)

新たに開発したのは「油圧ドライブトレイン」と呼ぶ、風車の回転を発電機に伝えるための装置。1分間に10~15回という羽(ブレード)の回転速度(rpm)を発電機の回転速度(1000rpm)にまで引き上げる機構に、従来の歯車式に変えてデジタルで油圧を調節、制御する方式を採用した。新装置では、風車の回転エネルギーを油圧ポンプで高圧油に変換、油圧モーターで発電機を回してエネルギーに変換する。

三菱重工は横浜製作所内(横浜市金沢区)で運転中だった大型風力発電設備「MWT100H」に、新型の油圧装置を設置し、1月から試験運転を始めた。同製作所内のMWT100Hは試験段階で出力が1.5メガワットとなり、支柱の高さが70メートル、直径が100メートルとなる。新型油圧式装置を搭載した風力発電装置の価格は設置場所などにもよるが、本体で15億円、保守費用は年間5000万円程度という。すでに、英国で新型装置を搭載した7メガワット級の大型洋上風力発電設備の試運転が予定されており、油圧ポンプやモーターの台数を増やすことで対応する。

同社は大型の風力発電設備の事業強化のため、2010年に風力発電の技術を持つ英ベンチャー「アルテミス」を約20億円で買収。会見で同社の風車事業部洋上風車開発プロジェクト室の宇麼谷雅英室長は、「(買収した)アルテミスの油圧を電子制御するアイデアと特許技術に、当社が培ってきた油圧のコンベンショナル(伝統的な)技術を組み合わせることで短時間で信頼性の高い(製品の)実用化につなげられた」と話す。三菱重工は1980年から陸上風力発電設備の開発を始め、全世界に4000基(約41万キロワット規模)の納入実績を持つ。

 現在、世界の洋上風車市場では出力規模は3メガ~4メガワット級が主力機で、独シーメンスやデンマーク・ベスタス社がシェアの8割を占める。新たに韓国サムスンも大出力の風力発電設備を発表。各社が6メガ~8メガワット級の風車の開発を急いでいる。新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の新エネルギー部伊藤正治主任研究員は、「(年間でも安定して風が吹く)欧州を中心に需要が拡大しており、大型風車はまさに今、競争が激化している」という。

そうしたなかで洋上風力設備は、騒音や景観などの問題などから陸から遠く離れ水深の深いところでの建設ニーズが増大している。設備の運搬や保守の際に莫大なコストがかかるため、風車の大型化による効率化が求められている。

三菱重工によれば、新型の油圧式装置に使う材料は「ダイレクトドライブ方式」がレアアースを使うのと異なり、調達しやすく汎用性の高い発電機で対応できる。さらに歯車式とは異なり、歯車が摩耗がなくメンテナンス費用が抑えられるという。宇麼谷氏は「より出力の高い10メガワットも技術的には提供できる。設備の設計や部材の調達などをを見直すことで、今後キロワット当たり単価10円以下に抑えたい」と話す。

同装置の開発は、NEDOが支援する洋上設備開発のプロジェクトや英国政府から補助金を得て進められている。英国だけでなく国内では13年には銚子沖で着床式、14年には福島沖での油圧浮体式の洋上風車設備の試験運転が計画されている。「英政府のプロジェクトは700台の販売であれば、7000億~8000億円の売り上げが見込める」(宇麼谷氏)といい、7メガワット級の開発をより加速させたい考えだ。日本市場に関しては、「環境への影響など評価が必要で、市場が立ち上がるまでにはしばらく時間がかかる。今後、必要となれば日本での(心臓部の組み立てや羽の)製造の可能性もある」という。

(電子報道部 杉原梓)

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