(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
大きなフロート１０と小さなフロートである浮体５とを備え、全体をフロート構造とした波力発電システムにおいて、前記フロート１０を分割した水路６を備え、前記水路６内に前記浮体５を設置し前記水路６を通過する波の上下運動により浮体５を上下に揺動させ、前記浮体５の揺動をレバー及びギアを用いて一定方向の回転にし、該回転を発電機に接続する、伝達機構を備えた波力発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は、無公害な発電に関するものである。
【背景技術】
【０００２】海には潮流、波、潮の干満等の要素が複雑に入り交じっている。
更に台風、津波と云った自然災害にも見舞われる。
また地球温暖化による海水面上昇も予想される。
然し、東日本大震災で原子力発電に対する不信感が高まっている今、大規模発電の可能性は波力にしか残されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】波力発電は波高によって発電効率が決定される。
更に外海での設営となる為、台風、津波、潮の干満、潮流、波の方向にも対処出来なければならない。
また、地球温暖化による海水面上昇にも配慮が必要とされる。
【課題を解決しようとする手段】
【０００４】複胴式フロートを浮かべ、インカー（コンクリート製の重り）で繋ぐと、潮流と波力の合力上にフロートは流動する。
複胴式であるから、その水路に流れる波と潮流は一定方向に規則正しく流れる。（「図１」参照）
その波力を使い、発電する。
そのフロートの最後尾には潮流発電機を設置し、その負荷で更に方向を操舵する。
フロートであるから潮の干満の影響を受けないし、地球温暖化による海水面上昇にも対処出来る。
台風時は、港に避難、津波時には船外機を使って津波を乗り切る。「図６参照」
しかし、問題がある。水路延長が長くなり、水路後方で波力が減衰する恐れである。
更に、動き回ると、送電にも影響が出る。
そこで、副案を用意した。
【０００５】フロートを波に直角にして浮かべ、インカー数本で固定する。（「図２」参照）
水路は短くなるが、複数の水路設営が可能となる。
台風時、津波時にはフロートに海水を注水することで浮き上がり高さを減らして波の衝撃を和らげる。
【０００６】波の仕組み
波の高さについて
▲１▼周期によって波高が異なる。
波高と周期の関係を表す「３／２乗則」を用いて検討する。
Ｈ＊：Ｂ×Ｔ＊（３／２）乗−−−−−＞Ｔ＊＝（Ｈ／Ｂ）２／３
Ｈ＊：無次元波高
Ｂ  ：定数（０．０６２）
Ｔ＊：無次元周期
この式を紐解くと下記の様になる。
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よって波高２．０ｍの周期は１０．１３秒／１波となる。
この波高は９月〜翌年６月の有義波高である。
有義波高：水深５０ｍの場所に於いて波の高い降順に１／３の波高の平均値をいう。
▲２▼水深によって波高が異なる。
気象庁の発表する波の高さとは、有義波高と呼ばれるものである。
当案は、計画波高を高める目的と、管理上から水深を５ｍの場所で実施する、と仮定し検討を行う。
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よって水深５．０ｍでは
波高は３．６／２．７＝１．３３倍となる。−−−＞この時、周期に変化無し。
波長は８．２ｍであるから、浮体の長さは８．２ｍ／２以下とする。−−−＞３．０ｍで検討。
計画波高について
９月〜翌年６月までの有義波高を２．０ｍ（少し控えめ）と仮定する。−−−７，８月は波高、低い。
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発電の比較
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２案の検討（「図１」、「図２」）
検討条件
静岡市のメガフロート（Ｈ＝２．０ｍ）−−−１０万円／ｍ２
波高２．０ｍ×１．３３＝２．６６で検討するため、安全を取ってＨ＝５．０ｍとする。−−−＞２５万円／ｍ２
発電機１基１６０万円，フロート１５０万円とする。（概算な為、未調査）
フロートの大きさ：  巾３５ｍ、延長１００ｍとする。
水路巾：  巾１２．０ｍとする。（１列に浮体３基可能となる。）
浮体の検討
延長：  Ｌ＝３．０ｍ（前頁参照）
巾：    回転軸で浮体との、ねじれを考慮して  Ｂ＝３．０ｍ（余り大きく出来ない）
高さ：  浮体の回転を考慮すると  面取りしても  Ｈ＝３．０ｍ
比重：  波は昇降するので、同じエネルギーを期待し、０．５とする。
「図１」案
水路：  １列
浮体  ２５段×３基＝７５基設置可能
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１基当たり位置エネルギーは、２．６６ｍの波高では（１周期では移動量は倍となる）
Ｅ＝３．０ｍ３×２．６６ｍ×２倍×０．５（比重）＝７１．８２ｔ・ｍ／１基
７５基では５３８６．５ｔ・ｍ
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電気料に換算するとＥ＝９．８×１９１４２５６／３６００秒≒５２１１．０ＫＷ／Ｈ
１軒の１時間当たりの電気使用量は３ＫＷ／Ｈ（東京電力調べ）であるから  （時間当たりの検討）
１７３７軒分の電気が賄える事になる。
考えられるエネルギー損失を２割として換算しても１３９０軒分の電気を賄える。
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建設費１１億円であるから、１１．０億／０．９７億＝１１．３年で焼却出来る。
「図２」案
浮体  ８１基設置可能
１列３５ｍ：（９段）では浮体は３基×９段×３列＝８１基
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１基当たり位置エネルギーは、２．６６ｍの波高では、
Ｅ＝３．０ｍ３×２．６６ｍ×２倍×０．５（比重）＝７１．８２ｔ・ｍ／１基
８１基では５８１７．４ｔ・ｍ
１時間では３６００秒となる訳だから３６００／１０．１３×５８１７．４ｔ・ｍ
＝２，０６７，３８８ｔ・ｍ
電気料に換算するとＥ＝９．８×２０６７３８８ｔ・ｍ／３６００秒≒５６２７．９ＫＷ／Ｈ
１軒の１時間当たりの電気使用量は３ＫＷ／Ｈ（東京電力調べ）であるから
１８７６軒分の電気が賄える事になる。
考えられるエネルギー損失を２割として換算しても１５０１軒分の電気を賄える。
一般家庭の電気料金は６９８７円であるから１５０１軒×６９８７円×１０月
＝１０４，８７４，８７０円／年≒１．０５億円
建設費１１、２億円であるから、１１．２億／１．４５億＝１０．７年で焼却出来る。
よって波力発電（複胴式）の原価償却期間は、２案の平均を摂って１１年とする。
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その他の発電
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建設費  ２００〜２５０万円
実体  一般家庭の３，４割程度の供給で残りは電力会社から買っているのが現状である。
（売電も含めて）（シャープ談）
寸評  一般家庭の電気料金は約６９８７円であるからソーラーで浮かせる金額は
６９８７円×０．３５（３〜４割）×１２ヶ月＝２９３４５円
原価償却期間は２２５万円／２，９３４５万円＝７６年となる。
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建設費  一般的な風力発電の建設コストは３億円（三菱重工談）
実体：  １基で１０００ｋｗ／Ｈ位と聞いている。
１軒の１時間当たりの電気使用量は３ＫＷ／Ｈであるから３３３軒分の電気料を賄える。
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実際には７〜８ｍの風速が一般的であるとのこと。
運動エネルギーは１／２ｍｖ２であるから速度の二乗に比例する。
７．０２／１２．５２＝０．３１（約３割）
よって１０３軒分の電気が賄えることになる。
１０３軒×６９８７円／月×１２月＝８，６３５，９３２円／年
原価償却期間は３億円／８，６３５，９３２万円＝３５年となる。
実際には風の吹かない日も多々あるため、原価償却期間は２倍の７０年とする。
水力発電
水没する土地の買収などで経費がかさむ為２０年償却はクリーンなエネルギーなこともあって考慮していないとのこと。
火力発電
地球温暖化、及びオゾン層破壊の元凶である。
地熱発電
地球内部に籠った熱を大気中に放出し、更には地球内部が収縮のため空洞化現象何を考えているのか？−−−論外である。
原子力発電
住民の賛同は、もう得られないし、      核融合によって熱を放出する。
広島、長崎で核の洗礼を受けた日本で、またしても福島で−−−論外！
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メンテナンス
油差し
既出願の「定水位給水器」を提案する。
粘性の強い油では疑問が残る。（更に受け皿の問題）
参考文献
（出願番号「特願  ２００７−１４６１４９」）
想定外
海上の施設である。よって土嚢には頼れない。
そこで「重力式水嚢」を提案する。（海水は捨てるほどある。）
水を持って、水を制すシステムです。
参考文献
（出願番号「特願  ２００７−１４４１３０」）
【発明の効果】
【０００７】他の発電方法と比較して原価償却期間の短い発電方法となった。
更に使用電力の少ない時間帯には「地球環境改良システム」に電気を供給すれば（下図参照）地球温暖化、オゾン層破壊、及び海洋酸性化問題は簡単に解決するものと、思っている。
【産業上の利用可能性】
【０００８】
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※１：設置場所は、既に廃止の検討をしている原子力発電所敷地の沖合いが望ましい。
ａ）広大な敷地があり、その敷地は海に面している。
「地球環境改良システム」の実施には、海に近い場所を必要とする。
ｂ）送電施設を持っている。−−−＞送電の設備投資が不要である。
ｃ）セキュリティも万全。
ｄ）インフラ整備の充実。
日本海の特徴は、冬には波が荒すぎ、夏は鏡の様に穏やかな為、適さない。
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（機器の破損等を考慮した。）
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】平面図（平常時）
【図２】平面図（平常時）副案
【図３】浮体鳥瞰図
【図４】浮体移動図
【図５】発電機への伝達ギア詳細図
【図６】平面図（津波時）
【符号の説明】
【００１０】１．波力
２．潮流
３．合力
４．排水口
５．浮体
６．水路
７．潮流発電箇所（負荷によって方向制御を懸ける）
８．船外機（津波時の動力用）
９．インカー
１０．フロート
１１．回転感知レバー
１２．軸を中心に回転
１３．回転軸
１４．ガイドに沿って移動する部材
１５．発電機への伝達ギア
１６．回転軸を芯とした円弧
１７．面取り（回転対策）
１８．発電機ギア（連結）
１９．計画波高
２０．上げ波高
２１．下げ波高
２２．波の上下運動で回転方向が逆になる。
２３．ギア連結部を移動
２４．自重で浮体ギアに接触
２５．押し出される
２６  浮体ギアに接続
２７．接続ギアの回転軸
２８．発電機の接続ギア
２９．回転感知レバー
３０．浮体の回転方向
３１．地震の震源地
３２．アンカー投入
３３．津波
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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