風力発電にデメリットってあるの?仕組みやデメリットの解決策・メリットまで紹介

風力発電

風の力を利用して発電する風力発電は、温室効果ガスが出ないなどメリットがたくさんあります。でも、実はいくつかの問題点を抱えているんです。

今回は、そんな風力発電のデメリットやメリット、仕組みまで解説していきます。

風力発電とは?仕組みは単純

風力発電

まずは「風力発電って何?」というところから解説して行きます。

  • ・風力発電の仕組み

  • ・陸上風力発電と洋上風力発電

  • ・風力発電の種類

一つずつ紹介していきます。

●風力発電の単純な仕組み

風力発電は、風で回転する風車から運動エネルギーを得て発電機を回し、電気を生み出す仕組みとなっています。

風力が電力に変わる流れとしては、以下のようなものになります。

  1. ・風車の羽根(ブレード)に風が当たる

  2. ・ブレードが回転する

  3. ・回転エネルギーが発電機を回す

  4. ・電気が作られる

回転軸に取り付けられた「ナセル」という機械の中に、増速機が入っています。増速機は、羽根で作った回転エネルギーを文字通り増速し、効率の良い発電をするために不可欠な存在です。

風力発電の仕組みは単純ながら、風の力を最大限活かせる工夫が凝らされています。

●陸上風力発電と洋上風力発電

風力発電には、陸上風力発電と洋上風力発電があります。

  • ・陸上風力発電:陸の風が強い場所での風力発電

  • ・洋上風力発電:海上に風車を建設し、発電する

陸上風力発電は、海沿いなどにみられる風車です。

洋上風力発電は、海の上に風車を設置し、陸より風の多い海上で安定した発電を目指す風力発電です。海は風が強い上に、近くに人が住んでいないため、風力発電に適した場所になります。ただし、海の上で風車を建設するには、膨大な費用がかかるデメリットもあります。

【基本政策分科会に対する発電コスト検証に関する報告】によると、陸上風力発電の発電コストが、19.8円(kWh)なのに対し、洋上風力発電では30.0円(kWh)もかかると報告されています。

(経済産業省: 基本政策分科会に対する発電コスト検証に関する報告)

風力発電には陸上風力発電と洋上風力発電があり、風力発電の普及に向けて日々研究が進められています。

●風車には2種類ある

風車といっても、2つの形状を持つ風車があります。

  • ・水平軸風車:地面に対して平行な軸の風車

  • ・垂直軸風車:地面に対して垂直な軸の風車

単純に、羽が横を向いて回っていれば水平軸風車、上を向いて回っていれば垂直軸風車と見分けがつきます。

海沿いでよくみられる、羽根が回転している風車が、水平軸風車です。

垂直軸風車は、縦に伸びた羽根が風をうけ回転します。どの向きから風が吹いても、回転で着るメリットを持っています。

風車には、水平軸風車と垂直軸風車があると覚えておきましょう。

風力発電のデメリットってなに?

風力発電

風力発電のデメリットは、以下4つが挙げられます。

  • ・設置する場所が限られる

  • ・エネルギー源の風が不安定

  • ・初期費用&ランニングコストがかかる

  • ・騒音被害

一つずつ紹介していきます。

●設置する場所が限られる

風力発電は、設置できる場所が限られるデメリットがあります。

風力発電が設置できる場所は、以下の通りです。

  • ・風が安定して吹いている場所

  • ・景観保護地域ではない場所

  • ・騒音問題になりにくい都市部ではない場所

当然ながら、風力発電には風が必要です。風が強く、風が安定的に吹いていないと風力発電の効率は落ちてしまいます。

また、景観保護地域は、風車の設置が厳しくなっています。環境省からも、【国立・国定公園内における風力発電施設の審査に関する技術的ガイドライン】内で景観保護について以下のように発表がなされています。

“風力発電施設のような大規模工作物を国立・国定公園の自然景観に影響を及ぼさないように設置するためには、事業計画の早い段階から眺望の保全に慎重に配慮していくことが必要である。”

(引用:環境省 国立・国定公園内における風力発電施設の審査に関する技術的ガイドライン)

また、羽根の風切り音についても、考慮が必要です。人が住んでいる地域では騒音被害が出る可能性があるので、設置できないことが多いです。

●エネルギー源の「風」は不安定

風力発電のエネルギー源である「風」はとても不安定です。風の強さだけではなく、風の方向も不安定さの原因の一つ。風がない日にいたっては、発電しません。逆に強すぎると、風車が破損するといった危険性もあります。そのためにも、設置場所の検討や災害対策をしっかりとしなければいけない発電方法です。

動力源である風の不安定は、風力発電のデメリットの一つです。

●ランニングコストがかかる

風力発電のデメリットに、ランニングコストの高さが挙げられます。

経済産業省によると、

  • 点検年間契約:1基1年およそ200万(交換品・消耗品費除く)

  • 36ヶ月点検の場合:約300万(交換品・消耗品費除く)

  • 風車の保険:1基200万

にものなります。同資料に依ると、風力発電の事故件数は増加傾向にあり、プロによるメンテナンスは必須とわかります。

(出典:経済産業省 風力発電設備に係る保安確保のあり方について)

ランニングコストが高いのは、風力発電のデメリットです。

●騒音被害もある

風力発電には、騒音問題がおこるデメリットもあります。風車の羽根が回転するときの風切り音や機械音が主な原因です。

このため人が住む場所から離れた場所に建設が必要であり、建設場所を限定している要因となっています。

デメリットの解決策として海に風力発電所を作る方法がある

風力発電

風力発電のデメリットの解決案として、海に風力発電所を作る「洋上風力発電」が注目されています。

洋上風力発電は、

  • ・人が住んでいない海の上

  • ・風も強く安定的に吹いている

といった風力発電の一部のデメリットを補う発電方法です。一方、海上のためメンテナンス費は高くなると見込まれます。

日本では、秋田県の秋田港に風車を13基、能代港に20基設置し、2023年1月に全面的な商業運転が開始されています。

(出典:秋田洋上風力発電 株式会社)

洋上風力発電が、主流になっていくのか、今後の動向が見逃せません。

風力発電のメリットについて

風力発電には以下3つのメリットがあります。

  • ・エネルギー源の風は尽きない

  • ・発電効率が良い

  • ・環境に優しい

一つずつ紹介していきます。

●尽きることのない風エネルギーを利用している

風力発電は、風を利用しているため、半永久的な発電ができるメリットを持っています。地球上に吹き続いる風を利用する発電方法は、燃料を燃やさないので、温室効果ガスを排出せず、地球に優しい発電方法です。

風力発電は、風を利用して半永久的に発電できる上に、エコな発電方法です。

●発電の効率が良い

風力発電は、発電効率の良さもメリットの一つです。

再生可能エネルギーは、風力の他に太陽光や地熱などが挙げられます。この中でも風力発電は、発電効率の良い発電方法です。別府市の資料によると、変換効率が最大30〜40%と10%〜20%程度の太陽光発電と比べて発電効率が良いとわかります。

(出典:別府市 風力発電)

発電効率の良さは、風力発電のメリットになります。

●環境にやさしい

風力発電の環境にやさしいメリットがあります。風力発電は、電気を作るまでに、化石燃料を燃やしません。そのため、温室効果ガスなどの有害な物質を排出しない、エコな発電方法なんです。

また、風力発電は、施設の規模がその他の発電所と比べてコンパクトに建設できます。周囲の環境に及ぼす被害が小さく済むため、環境に優しいといえます。

風力発電は環境にやさしい発電方法です。

風力発電は家庭に広がるのか

風力発電は、今後家庭に広がっていく可能性があります。なぜなら、小型の風力発電なら自宅の敷地内に設置可能だからです。

建築基準法的にも、支柱15m以上未満なら建築確認の必要がありません。ただし、さまざまな問題を考慮して、自治体に相談することをおすすめします。

自宅にも導入可能な小型風力発電は、まだまだこれからの技術ですので、様子を見て導入しや方が良いでしょう。

ポータブル電源とソーラーパネルを活用したエコな発電方法

Jackery ポータブル電源

家庭でできる発電方法として、ポータブル電源と置き型ソーラーパネルを活用したエコな発電方法がおすすめです。ポータブル電源は、大容量のバッテリーにAC出力やUSBポートがついた持ち歩ける電源です。高性能・大容量のモバイルバッテリーを思い浮かべるとわかりやすいです。

ポータブル電源が、なぜ家庭でできる発電方法でおすすめなのか以下3つの理由を解説してきます。

  • ・風力発電よりもかんたんに導入できる

  • ・置き型ソーラーパネルで手軽に設置

  • ・家の外にも電気を持ち運べる

一つずつみていきましょう。

●風力発電よりもかんたんに導入できる

ポータブル電源と置き型ソーラーパネルを利用した発電方法は、風力発電を敷地内に設置するよりも手軽に導入できます。

小型の風力発電は、設置工事などが必要です。しかし、ポータブル電源と置き型ソーラーパネルを利用した方法なら、工事不要で設置できます。さらに、ポータブル電源があれば、電気を使うだけじゃなく貯めて置けるため、蓄電池の代わりとしても活用可能です。

次に置き型ソーラーパネルの設置方法について。詳しくみていきます。

●置き型ソーラーパネルで手軽に設置

ポータブル電源用の置き型ソーラーパネルは、手軽に設置できるものが多く発売されています。例えば、Jackeryのソーラーパネルなら以下のような設置方法が可能です。

  • ・庭に置いて発電

  • ・ベランダに置いて発電

  • ・物干し竿に吊るして発電

全ての置き方で安全を確保する必要があります。しかし、ソーラーパネルの置き方のバリエーションが多いのは嬉しいポイントです。

●家の外にも電気を持ち運べる

ポータブル電源があれば、家の外に電気を持ち運べます。

家の外に電気が持ち運べれば、

  • ・キャンプでも冷房・暖房が使える

  • ・災害時に緊急用電源となる

  • ・車中泊で使える

など使い方ができます。

屋外に持ち運べる蓄電池として、ポータブル電源は人生のさまざまなシーンで活用するでしょう。

自家発電におすすめのJackeryポータブル電源・ソーラーパネルセット

自家発電におすすめのJackeryポータブル電源・ソーラーパネルセット

自家発電にはポータブル電源と、ソーラーパネルがセットになったJackery Solar Generatorがおすすめです。

Jackeryのポータブル電源とソーラーパネルには、風力発電よりもすぐれた以下のような特徴があります。

Jackeryのポータブル電源とソーラーパネルが風力発電よりも優れている特徴:

  • ・設置工事がいらないから風力発電より手軽に導入できる

  • ・置くだけ発電&充電だから建築基準法や航空法にひっかかない

  • ・ソーラーパネルは折りたたみ式でキャンプ場に持ち運んでポータブル電源に充電可能

  • ・PSEマーク取得・一般社団法人防災安全協会に認められた確かな性能と安全性

  • ・24%と高い変換効率のソーラーパネルでポータブル電源に高速充電

そんな優れた、商品の中から、自家発電に便利な

  • Jackery Solar Generator 2000 Plus

  • Jackery Solar Generator 1000 Plus

紹介します。

●Jackery Solar Generator 2000 Plus

製品名 Jackery Solar Generator 2000 Plus

容量

2042.8Wh(最大12kWhまで拡張可能)

定格出力

3000W/正弦波(最大瞬間出力:6000W)

出力ポート数

ACⅹ5、DCⅹ1、USBⅹ4

充電時間

AC充電:2時間
ソーラー充電:最速2時間
シガーアダプター:25時間

寿命/サイクル数

約4000回サイクル
※4,000回サイクル放充電後も工場出荷時の容量の70%以上をキープできます。

保証期間

5年間

●Jackery Solar Generator 1000 Plus

Jackery Solar Generator 1000 Plusは、1264Whの容量と2000Wの高出力を持つ、コンパクトなのに高性能なポータブル電源と、100Wソーラーパネル1枚がセットになった商品です。

Jackery ポータブル電源 1000 Plusは、ソーラーパネルからの充電に対応しており、200Wソーラーパネル4枚で充電すれば2時間でフル充電可能です。朝に充電を開始すれば、昼には充電完了しています。自家発電した電力で、コーヒーメーカーを使用して、電気代0円のティータイムを過ごしてみるのもおもしろい使い方です。

容量1264Whながら、拡張バッテリーで5000Whまで可能。「もっと本格的に自家発電がしたい」と思ったら、拡張バッテリーを購入する選択肢があるは、嬉しいポイントです。

Jackery Solar Generator 1000 Plusで、手軽に自家発電を試みてみましょう。

製品名 Jackery Solar Generator 1000 Plus

容量

1264Wh(5kWhまで拡張可能)

定格出力

2000W/正弦波(最大瞬間出力:4000W)

出力ポート数

ACⅹ3、DCⅹ1、USBⅹ4

満充電時間

AC充電:1.7時間
ソーラー充電:最速2時間
シガーアダプター:7時間

寿命

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー採用
4000サイクル数(10年以上使える)

保証期間

5年間

今後の風力発電の動きも見逃せない

風力発電には、

  • ・設置する場所が限られる

  • ・エネルギー源の風が不安定

  • ・初期費用&ランニングコストがかかる

  • ・騒音被害

といったデメリットがあります。さまざまな手法で、デメリットの解消が進んでおり、今後の風力発電の動きが見逃せません。


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