スウェーデンに拠点を置く海洋エネルギー技術開発企業 Minesto は、フェロー諸島で初の実用化可能なメガワット規模の潮力エネルギー凧を展開したことで、2025 年ギズモード サイエンス フェアの優勝者となった。
質問
水中の「凧」を使って海の潮流を再生可能エネルギーに変換できるでしょうか?
結果
2024年2月、ミネスト社の「ドラゴン12」潮力発電凧がフェロー諸島の国営電力網に初めて電力を供給しました。幅40フィート（12メートル）、重量28トンのこの海底発電所は、ミネスト社が2020年以降フェロー諸島に設置した3基の潮力発電凧の中で最大かつ最新のものです。この凧は、フェロー諸島よりもはるかに多くの電力を発電します。
ドラゴン12号は、海底に係留された状態で水中を「飛行」することで発電するため、「凧」と呼ばれていますが、実際には小型飛行機のように見えます。翼は流体力学的揚力を利用して凧を動かし、搭載された制御システムが凧を8の字に操縦します。凧が飛行すると、凧の後部にあるタービンシャフトが発電機を回転させます。クリーンな電力は係留ロープ内のケーブルを通って海底のアンビリカルケーブルに送られ、そこから陸上の送電網に電力が送られます。
8の字軌道を描くことで、ドラゴン12は流れよりも速く加速することができ、発電に必要なカイトとローターのサイズを縮小できます。実際、ミネスト社によると、ドラゴン12は他の類似技術と比較して、メガワットあたり最大15倍軽量です。また、この設計はエネルギー生産を最大化し、毎秒3.9フィート（毎秒1.2メートル）という低流速条件でもタービンを稼働させることができます。
ドラゴン12は自動かつ自律的に発電を行うと、ミネスト社の最高技術責任者であるベルント・エリック・ウェストレ氏は説明した。凧に搭載されたセンサーが発電に適した気流条件を検知すると、すぐに飛行を開始する。「システムに飛行するように指示するだけで、あとは飛行に適した条件かどうかを判断して飛行を開始します」とウェストレ氏はギズモードに語った。「条件が悪ければ停止します」
フェロー諸島では、ドラゴン12号が水深164フィート（50メートル）で稼働しています。ウェストレ氏によると、ミネスト社の潮力発電凧は「特殊な工具で取り外しない限り、決して水面に上がることはありません」とのことです。固定式風力タービンとは異なり、潮力発電凧は海岸線から見えず、船舶は安全にその上を航行できます。さらに、これらの発電所は低水量でも稼働可能であることから、海洋再生可能エネルギー市場ははるかに拡大するとウェストレ氏は説明しました。
フェロー諸島での試験開始から2週間で、ミネスト社はドラゴン12号の機能と発電性能を検証しました。それ以来、この凧型凧は国の送電網にクリーンエネルギーを供給し続けており、5月にミネスト社がロープの長さを延長したことで、出力は25%増加しました。
「目に見えない軽量で再生可能なエネルギーが欲しいなら、誰に電話すればいいかは分かっているはずだ」とウェストレ氏は語った。
なぜ彼らはそれをしたのか
2016年にMinestoに入社する前、ウェストレは石油業界で造船技師として働いていました。しかし、石油業界が地球規模の気候と富の格差に及ぼす影響は、もはや無視できないほど深刻になりました。ウェストレは、問題ではなく解決策の一部になりたいと考えました。
「子供たち、そして将来孫ができたらその孫たちにも、目を見て『挑戦してみたんだ』と言えるようになりたいと思うようになったんだと思います」と彼は言った。「それに、私たちは世界で最も裕福な企業をさらに裕福にしていた。もう、それは正しいことではないと感じていたんです」
2007年に設立されたMinestoは、世界の化石燃料への依存を減らすことだけを目指しているわけではありません。同社の商業用海洋発電に対する独創的なアプローチは、人々が海から利用できる電力量を最大化することを目指しています。同社の潮力発電カイトは、従来の技術よりも幅広い条件下で稼働することでこれを実現します。ウェストレ氏は、これが潮力発電の広大な未開拓市場を開拓することを期待しています。
彼らが勝者である理由
Minesto社は、海洋の未開発地域において、予測可能なクリーンな電力を生産する、メガワット規模の新たな再生可能エネルギー技術を開発しています。この目標に取り組んでいる企業は同社だけではありませんが、同社の技術にはいくつかの利点があります。最大のセールスポイントは、低流量環境でも効率的に発電できることです。
「（設計の）原理は2007年から変わっていません。タービンを水中に固定するのではなく、飛行させたり移動させたりすることです」とウェストレ氏は述べた。「そうすることで、市場、つまり世界的な可能性ははるかに大きくなります。」
固定底式潮力タービンなどの固定式システムは、理論的には低流量条件でも稼働可能だが、巨大なシステムが必要になると彼は説明した。ミネスト社の潮力発電凧は動くため、より緩やかな流れからエネルギーを利用でき、コストと材料消費を削減できる。
このシステムのもう一つの重要な利点は、完全に水面下で稼働するため、海洋生物への影響が最小限に抑えられることです。これにより、観光業に悪影響を及ぼし、再生可能エネルギープロジェクトへの国民の支持を阻害する可能性のある視覚的な汚染を回避できます。
次は何？
ミネストは2024年の商業化に向けて大きな前進を遂げました。フェロー諸島における潮力発電設備の建設を進める中で、複数のドラゴン12カイトを用いた、この種としては初となる潮力発電アレイの設置に取り組んでいます。第一段階の発電容量は10メガワットで、これは最終的な200メガワット発電への第一歩となります。
「フェロー諸島に10メガワットの発電設備があれば、状況は大きく変わるでしょう」とウェストレ氏は述べた。ミネスト社のパートナーでスウェーデンのベアリングメーカーであるスヴェンスカ・クラガー・ファブリケン社によると、この太陽光発電所が最大容量に達すると、2030年にはフェロー諸島の予想電力需要の40%を賄うことができるという。
6月、スウェーデンエネルギー庁は、フェロー諸島にマイクログリッド設備を建設するため、Mienstoとそのパートナー企業に260万ドルの資金を交付しました。このプロジェクトは2026年までに完了する予定です。
チーム
Minesto は CEO の Martin Edlund、CTO の Bernt Erik Westre、COO の Johannes Hüffmeier によって率いられています。
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