(57)【要約】【課題】地球温暖化が現実の脅威になっている今日、ＣＯ2の排出が少ないクリーンな自然のエネルギーを電気に変換する技術は、水車発電、水路式発電、風力発電、太陽光発電、太陽熱発電、波力発電、潮汐発電、地熱発電、海洋温度差発電などがある。しかし、いずれも一長一短があり、安定的に、安価で大量な電気を生み出てはいない。【解決手段】  本発明は英仏海峡の膨大な流動エネルギーである安定した海流を、英仏海峡トンネルを利用して、電気に変換しようとする発電システムである。具体的には、英仏海峡トンネルの施設を通路にして専用の発電用トンネル空間を数箇所掘削し、ここに発電設備を設置する。この設備の真上に当る海底部分に水車を設置して連結し、水車を介して海流の流動エネルギーを回転エネルギーに変換して発電機を稼動するのである。【選択図】図1
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明は、英仏海峡トンネルを利用して、流動自然エネルギーである英仏海峡の速い流れの海流を電気に変換しようとする発電システムである。
具体的には、英仏海峡トンネルの施設を通路にして専用の発電用トンネル空間を数箇所掘削し、ここに発電設備を設置する。この設備の真上に
当る海底部分に水車を設置して連結し、海流の流動エネルギーを水車のブレードで回転エネルギーに変換して発電機を稼動するのである。
通常、海底下に発電設備を設置する事は、非常に危険で、技術的困難と費用と工期が莫大にかかるものと思われるが、すでに安全に運用されている既存の英仏海峡トンネルを利用するため、これらの問題点を全てクリアーできる。この点がこのシステムの主要な発想点である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自然に循環し、しかも無料で無尽蔵な海流流動エネルギーを、トンネルという既存の施設を利用し、水中に設置した水車を介して電気
に変換する発電システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自然のエネルギーを電気に変換する技術は、川の流れを利用した水車発電、水路式発電、風力発電、太陽光発電、太陽熱発電、波力発電、潮
の干満を利用した潮汐発電、地熱発電、海洋温度差発電など、世界中で実験が行われていたり、実用化もされている。
【０００３】
しかし、川の流れを利用した水車発電、水路式発電に関しては、安価に建設でき、比較的設置に適した場所も多いが、発電量が小さいという欠点
がある。
【０００４】
風力に関しては、デンマーク、ドイツ、オランダ、イギリス、アメリカ、カナダ、日本ほか、世界中に風力発電施設があり、有望地点の大型機設置が
推進されている。コンピューター制御の可変ピッチ型ブレードの開発も行われており、年々その発電量は増大している。しかし、大型化が進めば
進むほどクリーンエネルギーであるはずの風力発電が別の公害を生んでいる。それは、騒音障害、電波障害、景観への影響、野性動物や鳥類への影響、大型ブレードの高速回転に伴う安全性、設備が台風や落雷によって破壊された場合の二次災害などである。これらの問題点に対する対策コストも増加している。
そもそも、風は、季節やその日の天候によって非常に不規則であり、風力も方向も不安定である。したがって無公害で安全で、発電コストに対する発電効率の良い発電方式とは言えなくなってきた。
【０００５】
太陽光発電に関しては、太陽電池パネルの光エネルギー変換効率が５％程度と低く、パネルに使用されるシリコンも高額であるため費用対効果が悪い。
パネルを製造するために新たな資源と費用が大量に消費される事にもなる。さらにパネルの劣化や瑕疵にともなう更新の必要性がある。
また地域によって受光時間と日数に大きな差があり、積雪や雨天、昼夜という宿命的な問題があるので課題も多い。
【０００６】
太陽熱発電に関しては、太陽熱を集熱器で集め、蒸気を作って蒸気タービンを回して発電する方法である。実用には高額な設備投資が予想され、太陽光発電と同じ積雪や雨天、昼夜にどう対処するかという宿命的な問題がある。
【０００７】
波力発電に関しては、波の上下運動やうねりなどの動揺運動をエアーポンプで圧縮し、空気タービンを回して発電する方法である。
イギリスの国土２３００Ｋｍに打ち寄せる波のエネルギーの1/4を利用できれば、イギリス全電力消費量の1/2を波力発電で賄えると言う。
ところが波のエネルギーはいかにも不安定であり、電力への変換装置の技術開発や開発費用、波の破壊力に対する耐久性など未知の部分が多い。まだ開発段階である。
【０００８】
潮の干満を利用した潮汐発電に関しては、当地のフランスではすでに２４０ＭＷの発電が行われており、米国・カナダの国境になっている
ファンジー湾でも発電所が運転されている。この方式は湾の入り口にダムゲートを作り、干満時にゲートを通る海水で、可逆式円筒水車を回
転させ発電するのである。
したがってダムを作る必要があり、干満の差が大きい適地は限られている。
さらに潮力で発電できる時間帯と電気の需要パターンが一致しないなど、欠点がある。
【０００９】
地熱発電に関しては、３００ｍから２０００ｍ位の井戸を掘り、地下から１００℃から２００℃の蒸気を取り出してタービンに導き発電するのである。
井戸には蒸気に含まれる不純物が多く付着し、頻繁に除去しなければならない。また人為的に作る蒸気と違って、蒸気圧力や温度が低く熱効率
は劣るため単機の発電量は小さい。
【００１０】
海洋温度差発電に関しては、海洋表層の温水（２０℃から３０℃）と深層冷水（４℃から７℃）の温度差を利用するもので、暖かい海水でアンモニア、フロン等の低沸点媒体を加熱して気化させ、その蒸気でタービンを回し発電するのである。使用した蒸気は冷水で冷却して循環させるのである。まだ実験段階である。
【００１１】
上記に示した自然エネルギー利用の発電方式には、いずれも一長一短があり、安定的に火力発電より安価で大容量の電気を生み出してはいない。
本発明は、英仏海峡の流れである流動エネルギーを、水車を介して回転エネルギーに変換して発電機を稼動する。この方法は、水力、火力、原子力で発生した水や蒸気、ガスといった流動エネルギーを、水車やタービンを介して回転エネルギーに変換して発電する方式とまったく同じで、確実に電気として取り出す事が出来るのである。
しかも、火力、原子力発電のように蒸気やガスの流動エネルギーに変換する必要がないので、エネルギーの有効利用効率が高いのである。
【００１２】
英仏海峡は水深が６０ｍと浅く、地質もシールド工法でトンネル掘削が行われたように安定している。したがって日本の青函トンネルを利用した工事よりも、英仏海峡トンネルを利用した海流発電システムの設置工事が容易で安価と考えられる。
【００１３】
英仏海峡と英仏海峡トンネルの位置関係の説明。
英仏海峡はイギリスとヨーロッパ大陸の間に位置し、その間に流れる海流は非常に速い。
英仏海峡トンネル総延長は５０Ｋ５００ｍあり、海峡部は３７Ｋ９００ｍである。
【非特許文献１】桂井   誠著「ハンディブック  電気」オーム社
【非特許文献２】村田良平著「海が日本の将来を決める」成山堂書店
【非特許文献３】石綿良三著「流体力学」ナツメ社
【非特許文献４】牛山   泉著「さわやかエネルギー風車入門」三省堂
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
電気の需要は増加するばかりである。英仏両国は電気需要が非常に高く、環境問題には特に厳しい国である。地球温暖化の主原因と考えられるのはＣＯ2を排出する化石燃料である。その化石燃料の原油、石炭は価格が高騰し、将来も上がり続けることが容易に予想される。しかも、化石燃料はいずれ枯渇する。それらのクリーンな代替エネルギーを模索することは緊急の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
海には無限のエネルギーが秘められている事は多くの人達が知っている。実際に波力発電や潮力発電、海洋温度差発電に取り組んでいる。
しかし、どの方式にも弱点があり、電気の安価な大量生産が実現していない。
その点、英仏海峡の場合は、海流の流れが速く、幅と方向は一定であり、流量も膨大である。ただ、どの様な方法でこの流れの持っているエネ
ルギーを取り出す事ができるのかが課題であった。
普通は海底下に発電設備を設置する事など、なかなか思いつかない。非常に危険で、技術的困難と莫大な費用と工期がかかるからである。
そこで発案者は英仏海峡トンネルに着目した。
本発明はこの既存の設備を活用して、海流の持っている流動エネルギーを海底に設置した水車を介して回転エネルギーに変換し、発電する事を
最も主要な特徴として、課題を解決しようとするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、海流という未利用で、無料のエネルギーを使用するため、電気を安価で大量に安定供給できる。
しかも、英仏海峡トンネルの経営は２００６年に運営会社が破綻するなど厳しいものがあるが、従来の輸送業務以外に、電気という大きな付加価値が産まれるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
水車のブレードや他の構造部を空洞化し、海中の浮力を利用すれば超大型の回転装置が設置でき、メンテナンスに伴う脱着、移送も容易である。
夏冬や、潮の干満などその時々における流速の変化には、コンピューター制御により回転ギヤーの組み合わせを自動化し、増減速しながら
回転数をコントロールする事によって、電力を安定して生産できる。
英仏海峡トンネルの長さを勘案すれば複数の発電設備が設置可能で、大容量の発電が行える。
【実施例１】
【００１８】
海峡部分の３７Ｋ９００ｍ区間に、サービストンネルから複数の連絡坑を掘削し、数個の発電室をつくり、海底に設置した水車を回して発電機
を稼動するのである。発生した電気はサービストンネルを使って地上に取り出す。
【００１９】
英仏海峡の海面から６０ｍ下に海底がある。大型艦船の喫水線は最深３５ｍ程度であり、航行に支障のない水深４０メートル以下の海中に発電
装置を設置すれば船舶の航行には影響しない。
この水深であればハリケーンや冬季の強い季節風等の自然災害を受けない。
【００２０】
水車のブレードは海流と同じ速度で回転するため、魚類やその他の海産物に対する影響はきわめて少ない。
【００２１】
発電設備は海中と海底下にあるため騒音、景観には影響がなく、人間が容易に近づけず周辺に危険を及ぼす事がない。
逆にメンテナンス等で水中での作業が増加することが予想されるので、世界有数の優れた造船技術、潜水技術、潜水機械器具を持っている英仏両国であるから、さらに新しい関連技術の開発や改善が進み、別の海洋開発にも役立つと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
安価で安定した電力を必要としている産業は非常に多い。
本案が具体化すれば、地球温暖化防止に役立つだけでなく、燃料費のかからない安価でクリーンな電気を生産できるので、電気を大量に消費している産業には多大な貢献ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】海流発電システムの実施方法を示した説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    英仏海峡の水面
２    水車ブレード回転イメージ
３    水車ブレード
４    海流の流れるイメージ
【図１】
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