(57)【要約】【課題】中規模や大規模な自然エネルギー発電に適した発電システムを提供する。また、自然エネルギー発電を利用して品質の優れた電力を発生させる。【解決手段】系統１から切り離された風力発電装置２と、系統１に接続された揚水発電装置３とを備え、揚水発電装置３は、下池４の水を上池５に汲み上げる揚水用ポンプ６と、上池５から落下させた水によって駆動される発電機７とを有しており、風力発電装置２によって作られた電気を使用して揚水用ポンプ６を駆動すると共に、発電機によって作られた電気を系統１に供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統から切り離された自然エネルギー発電装置と、前記系統に接続された揚水発電装置とを備え、前記揚水発電装置は、下池の水を上池に汲み上げる揚水用ポンプと、前記上池から落下させた水によって駆動される発電機とを有しており、前記自然エネルギー発電装置によって作られた電気を使用して前記揚水用ポンプを駆動すると共に、前記発電機によって作られた電気を前記系統に供給することを特徴とする発電システム。
【請求項２】
前記揚水発電装置の下池は海、湖沼、河川のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の発電システム。
【請求項３】
前記揚水発電装置の上池で水生生物を養殖することを特徴とする請求項１又は２記載の発電システム。
【請求項４】
前記揚水用ポンプの吐出流によって前記上池内に水流を生じさせることを特徴とする請求項３に記載の発電システム。
【請求項５】
前記自然エネルギー発電装置は、風力発電装置、潮力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置のうち、少なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一つに記載の発電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電システムに関する。更に詳しくは、本発明は環境にやさしい自然エネルギーを利用した発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自然エネルギーを利用した発電として、例えば風力発電がある。特開平１１−２９９１０６号公報に開示された風力発電装置を図３に示す。この風力発電装置では、風力発電機１０１の発生電力を検知する電力検知器１０２と、風力発電機１０１による発生電力を蓄える蓄電池１０３と、電力検知器１０２からの電力検知信号に基づき発生電力の平均値を求める演算器１０４を備えている。そして、現時点での風力発電機１０１の発生電力が平均値よりも高い場合には、平均値を超過する分の発生電力をコンバータ１０５により直流に変換して蓄電池１０３に蓄える。一方、現時点での風力発電機１０１の発生電力が平均値よりも低い場合には、インバータ１０６を作動させて蓄電池１０３の電力を交流に変換し、平均値を下回る分の電力を電力線１０７に供給している。このようにすることで、風力発電の電圧と周波数の変動を抑制している。なお、図中符号１０８は、演算器１０４からの電力平均値信号１０９及び電力検知器１０２からの電力検知信号１１０に基づき、コンバータ１０５あるいはインバータ１０６へ作動信号１１１，１１２を出力する制御器である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９９１０６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の風力発電装置では、電圧及び周波数の変動を蓄電池１０３を使用して調整しているため、特に中規模や大規模な風力発電には不向きである。また、蓄電池１０３による電圧と周波数の変動の調整にはある程度の限界があり、特に風力発電の規模が大きくなるに従って電力品質が悪化する虞がある。以上の問題は風力発電に限るものではなく、潮力発電、波力発電、太陽光発電等の不安定な自然エネルギーを利用して発電を行う自然エネルギー発電全般について当てはまる。
【０００５】
本発明は、中規模や大規模な自然エネルギー発電に適した発電システムを提供することを目的とする。また、本発明は、不安定な自然エネルギーを利用して品質の優れた電力を発生させることが可能な発電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するために請求項１記載の発電システムは、系統から切り離された自然エネルギー発電装置と、系統に接続された揚水発電装置とを備え、揚水発電装置は、下池の水を上池に汲み上げる揚水用ポンプと、上池から落下させた水によって駆動される発電機とを有しており、自然エネルギー発電装置によって作られた電気を使用して揚水用ポンプを駆動すると共に、発電機によって作られた電気を系統に供給するものである。
【０００７】
例えば風、潮流、波等の不安定な自然エネルギーを利用した発電では発電機の回転が安定せず、発生させた電力の出力や電圧や周波数が変動するので、そのまま系統に接続することは困難である。一方、揚水発電では上池の水の落下を利用して発電機を回転させて発電を行うので、下池の水を上池に汲み上げる揚水用ポンプの回転が変動しても、発電機の回転の安定性には直接影響しない。本発明では、自然エネルギーを利用した発電装置によって製造した不安定な電気は揚水発電装置の揚水用ポンプの駆動に使用されるので、揚水発電装置の発電機の回転に直接影響を与えない。また、下池の水を汲み上げて上池に貯めることで、自然エネルギー発電装置によって製造された電気エネルギーが位置エネルギーに変換されて蓄えられる。
【０００８】
また、請求項２記載の発電システムは、揚水発電の下池を海、湖沼、河川のいずれかにしている。したがって、下池として自然のものを利用することができ、下池を人工的に作る必要が無くなる。
【０００９】
また、請求項３記載の発電システムは、揚水発電の上池で水生生物を養殖するものである。したがって、揚水発電の設備を利用して水生生物の養殖を発電と一緒に行うことができる。なお、水生生物の養殖が困難にならない程度に上池内の水の水深を維持することは勿論である。
【００１０】
また、請求項４記載の発電システムは、揚水用ポンプの吐出流によって上池内に水流を生じさせるものである。したがって、養殖に水流を利用することができる。
【００１１】
さらに、請求項５記載の発電システムのように、自然エネルギー発電装置を、風力発電装置、潮力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置のうち、少なくともいずれか一つとしても良い。風力発電では風を利用して、潮力発電では潮の流れを利用して、波力発電では波の高さ変動を利用して、太陽光発電では太陽光を利用して、それぞれ発電を行う。したがって、出力や電圧等が変動し、そのまま系統に接続することは困難である。本発明では、これらの手段によって発電した電力は揚水発電装置の揚水用ポンプの駆動に使用されるので、系統に接続された揚水発電装置の発電機の回転に直接影響を与えることがない。なお、風力発電装置、潮力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置のうち、いずれか一つを使用しても良いが、二つ以上のものを組み合わせて使用しても良い。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発電システムでは、系統から切り離された自然エネルギー発電装置と、系統に接続された揚水発電装置とを備え、揚水発電装置は、下池の水を上池に汲み上げる揚水用ポンプと、上池から落下させた水によって駆動される発電機とを有しており、自然エネルギー発電装置によって作られた電気を使用して揚水用ポンプを駆動すると共に、発電機によって作られた電気を系統に供給するので、不安的な自然エネルギーを利用して品質の良い電力を系統に供給することができる。また、揚水発電の上池を謂わばエネルギーを一時的に蓄えるバッファとして利用するので、例えば蓄電池等を利用する場合に比べて、より大きな規模の風力発電に対応可能で適している。
【００１３】
また、請求項２記載の発電システムでは、揚水発電の下池を海、湖沼、河川のいずれかにしているので、下池を人工的に作る必要が無くなり、その分だけ建設コストが下がり、発電コストを軽減することができる。また、上池で水生生物の養殖を行う場合には、餌の食べ残しや糞尿等を海、湖沼、河川に放出することができ、上池の養殖池としての管理が容易になると共に、放出された餌の食べ残しや糞尿等が海、湖沼、河川に生息する水生生物の餌になり、これらの水生生物等の生育を補助することができる。
【００１４】
また、請求項３記載の発電システムでは、揚水発電の上池で水生生物を養殖するので、上池を養殖池として利用することができ、発電と養殖をそれぞれ単独で行う場合に比べてコストを安くすることができる。また、養殖中の水生生物の餌の食べ残しや糞尿等を上池の水と一緒に下池に落下させることができるので、上池の水を清浄に維持できる。また、揚水発電に使用される上池は一般的には広大なものであり、大型水生生物や泳ぎ回る必要がある水生生物の養殖に適した養殖池を提供することができる。
【００１５】
さらに、請求項４記載の発電システムでは、揚水用ポンプの吐出流によって上池内に水流を生じさせるので、養殖に水流が必要な例えばマグロ等の水生生物の養殖が可能になる。
【００１６】
また、請求項５記載の発電システムのように、自然エネルギー発電装置が、風力発電装置、潮力発電装置、波力発電装置、太陽光発電装置のうち、少なくともいずれか一つとしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
図１及び図２に本発明の発電システムの実施形態の一例を示す。発電システムは、系統１から切り離された自然エネルギー発電装置２と、系統１に接続された揚水発電装置３とを備え、揚水発電装置３は、下池４の水を上池５に汲み上げる揚水用ポンプ６と、上池５から落下させた水によって駆動される発電機７とを有しており、自然エネルギー発電装置２によって作られた電気を使用して揚水用ポンプ６を駆動すると共に、発電機７によって作られた電気を系統１に供給するものである。本実施形態では、自然エネルギーとして例えば風力を利用しており、自然エネルギー発電装置２は例えば風力発電装置（以下、風力発電装置２という）である。
【００１９】
風力発電装置２は、プロペラの回転によって駆動される風力発電機を備えている。この風力発電装置２は例えば多数設置されており、風力発電所を構成している。各風力発電装置２の発電機によって作られた電気は揚水発電装置３の揚水用ポンプ６に供給される。
【００２０】
揚水発電所を構成する揚水発電装置３は、例えば海を下池４として利用する海水揚水発電装置である。海底には海水を揚水用ポンプ６に取り込む汲み上げ用配管８と、発電機７を回転させた海水を下池４としての海に排出する戻り用配管９が設置されており、各配管８，９の先端開口は例えば外洋の海底に配置されている。なお、各配管８，９の先端開口を外洋の海底以外の場所、例えば内洋の海底等に配置しても良い。
【００２１】
陸上に設けられた上池５内には、揚水用ポンプ６の吐出流によって水の流れが生じている。上池５の平面視形状は例えば円形となっており、水生生物が上池５内を回りながら泳ぎ続けることができる。上池５は、前記円形が例えば最低でも半径１００ｍ程度の規模となっている。ただし、上池５の規模はこの規模に限るものではなく、風力発電や後述する養殖の規模等に応じて適宜変更可能である。上池５と揚水用ポンプ６とは上り用配管１０によって、上池５と発電機７とは下り用配管１１によってそれぞれ接続されている。上り用配管１０は上池５の吐出口５ａに、下り用配管１１は上池５の放水口５ｂにそれぞれ接続されている。吐出口５ａには開閉扉１２が、放水口５ｂには開閉扉１３がそれぞれ設けられている。汲み上げられた海水が吐出口５ａから吐出される際には、開閉扉１２は開かれる。また、開閉扉１３が開くと、放水口５ｂから海水が放出される。上池５には揚水用ポンプ６によって汲上げられた外洋の海水が貯められている。上池５には水深を測るセンサ１４が設けられている。
【００２２】
なお、本実施形態では、揚水用ポンプ６を１台備えているが、複数台備えていても良い。同様に、本実施形態では、発電機７を１台備えているが、複数台備えていても良い。
【００２３】
上池５は水生生物の養殖池となっており、例えば上池５の規模に見合った比較的大型の魚類の養殖が可能である。本実施形態では、例えばマグロの養殖が行われている。
【００２４】
次に、発電システムの作動について説明する。
【００２５】
風力発電装置２の発電機によって電気が作られると、作られた電気によって揚水発電装置３の揚水用ポンプ６が駆動され、新鮮な外洋の海水が汲み上げ用配管８の先端開口から吸い込まれて上り用配管１０から上池５に汲み上げられる。また、上池５の放水口５ｂの開閉扉１３を開くと、その開度に応じた量の上池５内海水が放水口５ｂから下り用配管１１内へと落下し、発電機７を駆動させた後、戻り用配管９から外洋に戻される。そして、発電機７によって作られた電気は系統１に供給される。なお、開閉扉１２，１３は例えば電動モータや油圧シリンダ等のアクチュエータを使用して開閉しても良いし、手動によって開閉しても良い。
【００２６】
一般的な風力発電では風向きや風速等によって発電の出力、電圧、周波数が変動する。しかしながら、本発明の発電システムでは風力発電装置２によって作られた不安定な電気は、系統１に接続されている発電機７の回転には直接影響を与えない。このため、揚水発電装置３では安定的で品質の良い電気を系統１に供給することができる。
【００２７】
揚水用ポンプ６によって上池５に汲み上げられた海水は吐出口５ａから吐出される。このため、上池５内には水流が発生する。吐出口５ａは上池５の周壁５ｃにその壁面に沿う方向に向けて形成されているので、図２に矢印で示すように、上池５内を循環する水流が形成される。このため、養殖に海水の流れが必要な水生生物、例えばマグロ等の養殖に適している。また、上池５は例えば大規模なものであり、例えばマグロ等の大型魚類や水流に乗って泳ぎ回る習性のある魚類の養殖に適している。なお、図２は開閉扉１２，１３が両方とも開いている状態を示している。
【００２８】
上池５内の餌の食べ残しや糞尿等は上池５内の海水と一緒に外洋に排出される。また、揚水用ポンプ６の駆動によって新鮮な海水が外洋から上池５内に汲み上げられる。即ち、上池５内の海水の入れ換えが行われることになり、養殖池としての上池５の水質管理が容易になる。また、外洋に排出された餌の食べ残しや糞尿等は外洋に生息する水生生物の餌となる。さらに、上池５内の海水を外洋の海底に排出することで、例えば外洋の海底に溜っているごみやヘドロ等を流すことができ、海底を清掃することができる。
【００２９】
上池５内に貯められた海水の深さはセンサ１４によって常に監視されている。養殖に支障をきたす虞が生じる程度に上池５内の海水の水深が浅くなったことをセンサ１４が検出すると、放水口５ｂの開閉扉１３が閉じられる。このため、上池５内の海水の水深が浅くなり過ぎるのを防止することができ、水性生物の養殖を継続することができる。
【００３０】
また、例えば数日もの長期間にわたり十分な風がない場合や故障等により風力発電ができない場合には、系統１から供給される電気や非常用の発電機等を使用して作った電気によって揚水用ポンプ６を駆動し、海から海水を汲み上げるようにしても良い。
【００３１】
また、揚水発電は養殖に支障を来さない範囲で常時行っても良いし、例えば電力需要の増加時に揚水発電を行うようにしても良い。
【００３２】
風力発電は自然の風を利用して発電を行うので、電力需要とは無関係に電気が作られることになる。一方、発電所では基本的に電力需要にあわせて発電を行う必要がある。本発明の発電システムでは、風力発電と揚水発電とを組み合わせることで、風力発電に起因した電力を電力需要にあわせて系統１に供給することができる。
【００３３】
風力発電では、自然の風を利用していることから出力や電圧や周波数が変動し、高品質の電力を直接得にくい。このような電力を系統１にそのまま供給すると、系統１の電力全体の品質を悪化させることになる。特に、風力発電に適した地域は電力需要が少ない地域でもあることが多く、その地域に供給される電力全体に占める風力発電の割合は相対的に大きくなることから、電力品質の悪化は著しくなる。このため、バッテリーなどによる蓄積を介して風力発電による電力を系統１に供給することが行われている。小規模の風力発電地点であればＮａＳ電池などによる蓄積も一つの解決策ではあるが、大規模の風力発電地点には不向きである。
【００３４】
風力発電に適した地域には大規模な風力発電所を設けることが期待されており、大規模な風力発電所に適したエネルギー蓄積施設の実現が要請されている。本発明の発電システムでは上池５がエネルギー蓄積施設であり、エネルギー蓄積施設が大規模なものとなる。このため、大規模な風力発電所に適した発電システムを実現することができる。
【００３５】
上池５を養殖池とすることの利点として、常に新鮮な海水を養殖に利用することができること、上池５内の水温を海水の温度におおむね維持できること、上池５内に余った餌や水生生物の糞尿が貯まらず外洋に放出できること、放出された餌や水生生物の糞尿が外洋に生息する魚類の餌になること、等があげられる。また、上池５は陸上に設けられており、養殖中の水性生物が海に逃げ出したり、養殖に使用する網等が流されることもない。さらに、揚水発電の上池５を利用するため大規模な養殖池の確保が容易であると共に、養殖池の水の入れ替え、水の汚れ対策、水温調整等のために必要なエネルギーを風力発電装置２によって得ることができ、他のエネルギーを消費することがない。
【００３６】
養殖する水性生物からみた発電システムの特徴として、以下があげられる。
（ａ）養殖池を大規模なものにできるため、大型魚（１０キロを超えるような大型魚）の養殖が可能となる。もちろん小型魚や海藻類貝類の養殖にも適している。即ち、養殖池としての上池５を人工の小型の海や湖として考えることができるので、海生の生物、湖沼の生物はすべて養殖可能である。例えば、海洋魚：マグロ、カンパチ、ブリ、タイ、フグ、スズキ、グレ等、淡水魚：チョウザメ、ヤマメ、イワナ、マス、コイ、フナ等、貝類：アワビ、トコブシ、サザエ、カキ、ミルガイ、バイガイ、ハマグリ、アサリ、アカガイ等、海藻類：コンブ、ワカメ、アラメ、カジメ等、その他：甲殻類としてエビ、カニの仲間等が例示されるが、これらに限るものではない。なお、海藻類には貝類の餌になるものが含まれる。
（ｂ）マグロを代表とする需要に対して自然界で生産量が落ちてバランスが取れない魚種を養殖する仕組みが完成する。
（ｃ）特にマグロに代表される常時泳ぎ続けなければ生きられない魚種の養殖には、大型の水槽と水流が必要であり、本発明は適している。
（ｄ）小型魚や水流に流されやすいものの養殖においては、外洋で養殖を行う場合と同じように上池５内の例えば中心部にネットを設置することで、十分に養殖が可能である。図２に２点鎖線でネット１５の設置例を示す。ネット１５内での養殖には、例えば小型の水生生物や水流に流されやすい水生生物が適している。養殖する魚の大きさについて出世魚を例にすると、モジャコ〜ワカシ程度の大きさのものはネット１５内での養殖が、イナダ〜ブリ程度の大きさのものはネット１５外での養殖がそれぞれ適していると考えられる。また、水流に流されやすい水生生物としては、例えばフグやヒラメ等のような動きの少ない魚、海藻類、海藻を餌にしている貝類などが例示され、これらもネット１５内での養殖に適している。
（ｅ）上池５で多種の水生生物を同時に養殖することも可能である。
（ｆ）風力発電の電力は上池５への水の汲み上げと上池５内での水流発生のために使われ、通常の揚水発電とは異なる運用を図るため、微風でも風さえ吹けば揚水用ポンプ６を駆動させて新鮮な海水を上池５に汲み上げることが可能である。
【００３７】
また、海水揚水発電所の運用での特徴として、以下があげられる。
（ａ）通常の揚水発電所と異なり、集中的に水を汲み上げ、集中的に発電のために水を落とすシステムとは水の汲み上げの条件が大きく異なる。即ち、風力発電による電力は全て水の汲み上げに利用されるため、風さえ吹けば、水を汲み上げることが可能である。
（ｂ）電力事業者にとっては、上池５による水の貯蔵量および、大まかな風況予測（明日強い風が吹くかどうか等）のみで、事業者の思いのままに利用して発電できる。
（ｃ）これにより、時々刻々変化する発電量を予測できずに、今まで品質が劣るとして敬遠された風力発電による電力を最大限活用することができる発電システムとなる。
（ｄ）市場価値の高い水生生物を養殖することで、施設の建設に関わる負担を軽減すると共に、付加価値が高まり、相乗効果を生む。
（ｅ）ただし、従来の揚水発電のダムのように、ぎりぎりまで水を落とすことはできないため、養殖の規模（単位海水体積あたりの匹数、体重、魚種）とのバランスで最低水深を決めることが必要である。
【００３８】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、揚水発電装置３の下池４として海を利用していたが、必ずしも海に限るものではなく、湖沼や池、河川等を利用しても良い。
【００３９】
また、必ずしも下池４として自然の海等を利用する必要はなく、人工的に作った池等を利用しても良い。
【００４０】
また、上述の説明では、揚水発電装置３の上池５を使用して水生生物の養殖を行っていたが、養殖を行わなくても良い。
【００４１】
また、上述の説明では、揚水発電装置３の揚水用ポンプ６の吐出流によって上池５内に養殖に必要な水流を生じさせるようにしていたが、このように意図的な水流を生じさせなくても良い。
【００４２】
また、上述の説明では、自然エネルギーとして例えば風力を利用していたが、即ち自然エネルギー発電装置２が例えば風力発電装置であったが、これに限るものではない。自然エネルギーとして例えば潮力、波力、太陽光エネルギー等を利用しても良く、即ち潮が流れる力を利用した潮力発電装置、波が上下する力を利用した波力発電装置、太陽光エネルギーを利用した太陽光発電装置等であっても良い。勿論、その他の自然エネルギーを利用する発電装置であっても良い。
【００４３】
例えば、潮力発電装置の場合には、潮の流れによってプロペラを回して発電を行い、その電力で揚水用ポンプ６を駆動することが考えられる。また、波力発電装置の場合には、波の高さ変化によって圧縮空気を発生させ、この圧縮空気によって発電機を回転させて発電を行い、その電力で揚水用ポンプ６を駆動することが考えられる。また、太陽光発電装置の場合には、太陽電池を使用して発電を行い、その電力で揚水用ポンプ６を駆動することが考えられる。
【実施例１】
【００４４】
本発明の発電システムの規模について試算を行った。
（１）風力発電所と海水揚水発電所の運用方法
（ａ）風力発電装置２によって作られた電気が系統１の電気を乱すことがないように、風力発電装置２の電力は全て下池４の海水を上池５に汲み上げるのに専用するものとした。
（ｂ）揚水発電装置３の揚水用ポンプ６と発電機（発電用ポンプ）７は共用せず、別置型とした。
（ｃ）上池５に汲み上げられた海水のうち、半分は汲み上げと同時に落下させて発電機７による発電に利用するものとした。
（ｄ）上池５に汲み上げられた海水のうち、残りの半分は一日のうちに落下させて発電機７による発電に利用するものとした。
【００４５】
（２）風力発電所の想定（実際の発電所を例にして）
（ａ）宗谷岬ウィンドファーム（57,000kW、標高100〜170m）
（ｂ）岩屋ウィンドファーム、尻労ウィンドファーム（32,500kW、19,250kW、標高250〜320m）
なお、いずれの発電所も設備利用率２０％と仮定した。また、いずれの発電所も一日あたりの発電量を最大年間発電量の１％と仮定した。試算結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2008274769.tif 000003
【００４７】
（３）揚水発電所の設備規模（水生生物の養殖を前提にして）
（ａ）風力発電の一日最大発電量のうち、半分を汲み上げと同時に揚水発電に使用し、残り半分を完全に貯まったものを需要にあわせて最大５時間で発電に使用できる規模とした。
（ｂ）上池５に貯められた海水のうち、水深が２／３までのものが発電に使用され、残り１／３は養殖のための最低限の水量として残した。
（ｃ）揚水用ポンプ６と発電機７の効率をそれぞれ８５％と仮定した。
（ｄ）上池５の形状は計算を簡便にするため円筒型（円周＞水深）とした。
【００４８】
試算結果を表２に示す。なお、比較のために、沖縄海水揚水発電所についてのデータも記載した。
【００４９】
【表２】
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【００５０】
（４）実現の可能性
【００５１】
揚水用ポンプ６と発電機７の効率をそれぞれ８５％とすると、全体の効率は８５％×８５％＝７２％となる。即ち、風力発電量の７２％（汲み上げ時、発電時のロスを除く）は、高品質電力の発電量となることが確認できた。その結果、発電システムの実現は十分可能であることがわかった。
【実施例２】
【００５２】
上池５での水性生物の養殖について、試算を行った。
（Ｉ）先ず、上池５での水性生物の養殖のメリットについて検討を行った。その結果を以下に示す。
（ａ）一般的に陸上での水性生物の養殖は、水槽の規模との関係があることから、大型魚の養殖は困難である。しかしながら、本発明では、上池５は大規模なものであることから、大型魚の養殖も可能である。
（ｂ）水性生物の中でも常時高速で泳いでいないと生存できないものは、小型水槽では衝突による損傷が激しい。しかしながら、本発明では、大規模な上池５を使用することから、また、上池５への水の汲み上げ時に一定方向の水流を作ることが出来ることから、養殖により好ましい条件が整う。
（ｃ）風が吹く限り、新鮮な酸素や有機物を多く含む外洋の海水が上池５内に供給され、上池５内の海水はほぼ一日で入れ替えられることとなる。
（ｄ）風が吹く限り上池５に外洋の海水が汲み上げられることにより、たとえ気温が低い地域であっても上池５内の水温をほぼ外洋の水温に維持できる。
（ｅ）水槽内に蒔かれた餌および発生する糞尿は、外洋に放出されることになるが、湾内養殖と異なり、外洋に生息する海産物の餌となることで浄化されるし、さらには集魚の役にも立つ。
（ｆ）上池５は直径１００メートルを超える規模の流れるプール状態の池ではあるが、上から見た中心部は流れも少ないことから、稚魚や海藻、さらにはサザエやアワビなどの貝類の養殖にも適した環境となる。
【００５３】
（ＩＩ）最大のメリットとなると考えられる大型回遊魚としてマグロを例に評価する。
（１）マグロ養殖に必要な条件として、以下の事項が知られている。
・ストレスなくマグロを養殖するためには、最低４ｍ３／匹が必要である。
・マグロは３０ｋｍ／ｈの平均速度で回遊する。
・餌は１ｋｇ／匹／日程度必要である。
・３０ｋｇ〜４０ｋｇの重さのマグロで４０００円〜５０００円／ｋｇで販売可能である。
【００５４】
（２）上記条件に基づき、宗谷岬ウインドファームクラスの上池と岩屋ウインドファーム・尻労ウインドファームクラスの上池でマグロ養殖を行う場合について試算を行った。
【００５５】
先ず、養殖できる匹数について試算を行った。試算では、上池の水深の１／３が確保されたとしている。なお、各ウインドファームの上池の体積は表２の通りである。宗谷岬ウインドファームクラスでは、上池体積が１６４７０００ｍ３、水深が１／３、最低必要なスペース４ｍ３／匹とすると、１６４７０００÷３÷４≒１３７０００匹となる。また、岩屋・尻労ウインドファームクラスでは、上池体積が６４８０００ｍ３、水深が１／３、最低必要なスペース４ｍ３／匹とすると、６４８０００÷３÷４＝５４０００匹となる。即ち、宗谷岬ウインドファームクラスの上池では１３７０００匹、岩屋・尻労ウインドファームクラスの上池では５４０００匹の養殖が可能である。
【００５６】
次に、餌の必要量について試算を行った。餌の必要量は１ｋｇ（＝０．００１ｔ）／匹／日であるので、宗谷岬ウインドファームクラスでは、１３７０００×０．００１＝１３７ｔとなる。また、岩屋・尻労ウインドファームクラスでは、５４０００×０．００１＝５４ｔとなる。即ち、必要となる餌は、宗谷岬ウインドファームクラスでは１３７ｔ／日、尻労ウインドファームクラスでは５４ｔ／日となる。
【００５７】
次に、収益について試算を行った。養殖期間を２年半として、一匹あたり１５．８万円で売れたと仮定した。ここで、１５．８万円は、３５ｋｇのマグロが４５００円／ｋｇで売れたとした場合の一匹あたりの値である。宗谷岬ウインドファームクラスでは、１３７０００匹÷２．５年×１５．８万円＝８６億円／年となる。また、岩屋・尻労ウインドファームクラスでは、５４０００匹÷２．５年×１５．８万円＝３４億円／年となる。
【００５８】
宗谷岬ウインドファームクラス、岩屋・尻労ウインドファームクラスの揚水発電所の建設費は例えば５０万円／ｋＷ程度であり、総額ではおおよそ３００億円〜３５０億円程度かかる。こられの施設は通常は５０年程度は持つので、年あたりの減価償却は６億円から７億円程度になる。ここで、上記試算によると、年間３４億円から８６億円の売上があるので、必要経費（餌代、人件費、輸送代）を含めても、採算性があると考えられる。一方、風力発電の設備費は、発生する電気を電力会社に売却することで償却できるので、通常の風力発電適地であれば、特に余計な費用がかかることはない。また、電力会社は、通常の安定した発電設備として運用できることから、風力発電会社からの買取価格より販売価格が高くなり、運用することによる収入がある。また、養殖業者においても、安定した気象に影響しない養殖場を確保できることから、上池利用料を支払ってもリスクが少ない分だけ収入が増加することになる。すなわち、風力発電をする企業、揚水の水を使って電気を売る企業、海産物を養殖する企業、すべてが金銭的に満足できるシステムが完成することがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の発電システムの実施形態の一例を示す概念図である。
【図２】同発電システムの上池を示す概念図である。
【図３】従来の風力発電装置の概念図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  系統
２  風力発電装置（自然エネルギー発電装置）
３  揚水発電装置
４  下池
５  上池
６  揚水用ポンプ
７  発電機
【図１】
2008274769.tif 000005
【図２】
2008274769.tif 000006
【図３】
2008274769.tif 000007