自然エネルギーの取り組みとして小水力発電に関する専門情報をお届けするサイトです。

2016/12/20

太陽光発電でイチゴを栽培、世界初の竹バイオマス発電にも挑む【スマートジャパン】

2016年12月20日掲載
ユニークな再生可能エネルギーの導入プロジェクトが山口県に数多くある。イチゴを栽培するハウスではフィルム型の太陽光発電シートで暖房用の電力を供給する。竹を燃料に利用する世界初のバイオマス発電所の建設も進行中だ。ダムの水面下にある施設では小水力発電所が運転を開始した。
[石田雅也，スマートジャパン]

　山口県では米をはじめ野菜や果物など多彩な農作物の生産が盛んだ。最近ではイチゴの栽培にも力を入れている。県の農林総合技術センターでは2015年12月から2016年3月まで、太陽光発電を利用した省エネ型のハウスを使ってイチゴの栽培実証に取り組んだ。
　ハウスの屋根にフィルム型の太陽光発電シートを搭載して、日中に発電した電力をハウス内の暖房に利用する。太陽光発電シートでは最大1.6kW（キロワット）の電力を作ることができる。発電した電力を蓄電池に貯めながら夜間にも供給できる仕組みだ。
　蓄電池の電力はイチゴの栽培に欠かせない加温に利用する。イチゴはクラウン部と呼ぶ根茎部分で温度を感知して成長するため、寒い冬の時期にクラウン部を加温すると成長が早まる。電気で発熱するテープ状のヒーターを使って、少ないエネルギーで加温してイチゴの栽培を促進する試みだ。
　通常のハウスでは温風暖房機を使うが、暖房機の代わりにテープヒーターでクラウン部を20℃に加温すると、同等以上の収穫量になることが確認できた。テープヒーターの消費電力はイチゴ1株あたり2W（ワット）で済むため、暖房のコストを半分に減らせる。灯油を使う暖房機に比べて、クリーンな再生可能エネルギーを利用する効果もある。
　日中に太陽光が降り注げば、ハウス内には余剰熱が発生する。この余剰熱の暖気をダクトで吸い込んで蓄熱する仕組みも導入した。イチゴの栽培場所の下に設けた石の層に蓄熱する。夜になってハウス内の温度が下がると放熱して、イチゴを下から温めることが可能だ。太陽光のエネルギーをイチゴの栽培に最大限に生かせる。
　フィルム型の太陽光発電シートは県内各地の農園でも利用中だ。周南市にある観光農園では2016年3月から、ブドウやナシを栽培する農園にサルの侵入を防ぐ目的で導入した。3カ所の農園のうち2カ所にフィルム型の太陽光発電シートを設置して、1カ所には超小型の小水力発電機を園内の水路に設置した。
　1枚の太陽光発電シートで270Wの電力を供給できる。一方の超小型の小水力発電機の発電能力は4.8Wと小さい。この程度の電力でも、農園の周囲にめぐらした電気柵でサルの侵入を防ぐことが可能だ。
　山口県では補助金を交付して、小規模な太陽光発電や小水力発電を農村に広めてきた。周南市の導入事例はフィルム型の太陽光発電シートでは5カ所目に、超小型の小水力発電機では7カ所目になる。

　　ダムの水面の下でも小水力発電

　もっと規模の大きな小水力発電の導入プロジェクトも相次いで始まっている。山口県の企業局が宇部市に所有する「宇部丸山ダム」に小水力発電設備を導入した。ダムの水面から突き出た取水塔の下で稼働中だ。
　取水塔の下には周辺地域に水道用水や工業用水を供給するための施設が設けられている。この施設内を流れる水を分岐させて水車発電機に送り込むように変更した。取水塔から取り込んだ水流の落差は19メートルになり、最大で毎秒0.94立方メートルの水量を発電に利用できる。
　ダムから下流に水を供給する前に、施設内で水圧を下げる必要がある。従来は水道管に制御弁を設けて水圧を調整していたが、代わりに水車発電機を導入した。水車を回転させる反動で水圧を下げながら、これまで未利用だった水力エネルギーを電力に変える仕組みだ。
　2016年4月に運転を開始して、発電能力は130kWある。年間の発電量は57万kWh（キロワット時）を見込んでいる。一般家庭の使用量（年間3600kWh）に換算して160世帯分に相当する。発電した電力は固定価格買取制度で売電して、年間に約1900万円の収入を得られる見通しだ。買取期間の20年間の累計では4億円近い収入になる。事業費は2億2800万円かかったが、運転維持費を加えても十分に採算をとれる。
　宇部丸山発電所を含めて県営の水力発電所は現在12カ所で稼働中だ。大半は1950～60年代にかけて運転を開始した大規模な水力発電所で、12カ所の発電能力を合わせると5万kWを超える。このうち固定価格買取制度の対象になる小水力発電所は2カ所にあり、さらに1カ所で建設プロジェクトが進んでいる。
　東部の岩国市に建設中の「平瀬ダム」に導入する小水力発電所である。平瀬ダムは治水を目的に新設するダムで、2021年の完成を目指している。このダムの直下に小水力発電所を併設して、ダムの下流の自然環境を守るために放流する水量を生かして発電する計画だ。
　水車発電機には最大で毎秒4立方メートルの水が流れ込み、水流の落差は33メートルになる。発電能力は1100kWを想定している。ダムが完成する翌年の2022年4月に運転を開始する予定だ。年間の発電量は525万kWhに達して、1460世帯分の電力を供給できる。

　　森林を侵食する竹でバイオマス発電

　山口県の再生可能エネルギーは太陽光発電を中心に、中小水力発電とバイオマス発電が拡大中だ。小水力発電の導入量は全国で13位に入る規模になった。バイオマス発電では世界で初めて竹を主燃料に利用する発電所の建設プロジェクトが進んでいる。
　南西部の山陽小野田市にある工業団地の中に、発電能力が2MW（メガワット）ある「山陽小野田バンブーバイオマス発電所」を建設中だ。2017年1月に運転を開始する予定で、年間の発電量は1580万kWhを見込んでいる。一般家庭の4400世帯分に相当する電力を供給できる。徳島県に本社がある藤崎電機がグループ会社のガイアパワーを通じて発電所を建設・運営する。
　竹には一般の木と違ってミネラル分が多く含まれているために、バイオマス発電設備に悪影響を与えるおそれがある。そこで藤崎電機はドイツのプラントメーカーと共同で竹専用のバイオマス発電設備を開発した。合わせて燃料の竹チップを供給する事業にも取り組んでいく。
　山口県内には1万2000平方メートルに及ぶ竹林が広がり、県全体では150万トンにのぼる竹の資源量が存在する。ところが広範囲に及ぶ竹林が森林を侵食してしまう問題が発生して対策を迫られている。山口県では竹林の伐採を推進するために、竹を燃料に転換する実証試験を2014～2015年度に実施した。
　伐採後の竹を収集・運搬・燃料化するまでの一連の流れをシステム化する実証プロジェクトだ。加工した竹チップを県内の木質バイオマス発電所に供給して、木材と混焼発電による効果や影響を調査した。通常の木材に対して5～8％程度の竹チップを混焼しても発電設備に問題は発生しなかった。今後は竹チップを専焼できる発電設備が完成すると、大量の竹を伐採して発電に利用できる。

　その一方で九州につながる下関市の沖合では、国内で最大級の洋上風力発電所の開発プロジェクトが進行中だ。陸地から1.5キロメートルほどの洋上に、合計で15基の大型風車の建設を計画している。1基あたり4MWの発電能力を見込み、全体では60MWの規模になる。前田建設工業が400億円の事業費を投じる一大プロジェクトである。
　対象の海域では水深が10～20メートル程度と浅く、発電設備を海底に固定する着床式で建設できる。風車の回転直径は130メートルで、最高到達点は海面から150メートルを超える。年間の発電量は1億5000万kWhに達して、一般家庭の4万2000世帯分に相当する電力を供給できる。開発が順調に進めば2020年に運転を開始する見通しだ。
　現在のところ地元住民の反対が強く、計画どおりに発電を開始できるか流動的な状況にある。陸地からさほど遠くない沖合に建設・運転するために、騒音や振動を懸念する声があるほか、下関市の審議会は景観の問題も指摘している。再生可能エネルギーの導入にあたって生活環境や自然環境を保護する重要度は高い。地元の賛同を得たうえで建設に着手することが望まれる。

http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/articles/1612/20/news029_3.html

タグ：山口