月はどのようにして電気を発生させることができるのでしょうか？

戦争、紛争、消費者の奴隷化、石油から発生する二酸化炭素の排出などを差し引くと、石油は人類にとって非常に有益なものでした。それが私たちの世界的な発展をワープスピードで促進してきました。しかし、石油は有限であり、再生不可能な資源であるため、最終的には枯渇してしまいます。

人類が燃料源の時間と競争しているという感覚により、代替エネルギーが最重要課題となっています。スイッチグラス エタノール、バイオディーゼル、風力や太陽光発電などのアイデアが、間もなく実際に地球に電力を供給するようになるかもしれません。しかし、これらのそれぞれには、大規模なエネルギー生産に対して依然として独自の障害があります。そのため研究者たちは、地球に電力を供給する新しい方法を求めて地球の周囲を探し続けています。

研究者の中には、地球を越えて夜空を見つめている人もいます。月が地球の海に及ぼす引力によって引き起こされる潮の満ち引き​​のおかげで、月から発電できる方法があることが判明しました。地球は太陽と月に引っ張られています。太陽の大きさは月よりも小さいですが、太陽と地球の間の距離が9,300万マイルであるのに比べ、月は地球にはるかに近く、約23万9,000マイル離れています。ここ地球上の潮の動きに関しては、大きさよりも近いことが重要です。月は地球上で太陽の 2 倍以上の重力を及ぼしています 。

地球上にある水は、地球を包み込む単一のゴム状の覆いだと考えてください。月がこの覆いを引き寄せると、その覆いは伸びて両側が薄くなり、広がります。これらは増水した満潮です。ラッパーは上下で最も薄く引き伸ばされます。ここが干潮の場所です。月の引力は一定です。地球の自転がさまざまな地域で満潮と干潮を引き起こすのです。

地球上には予測可能な潮の干満があるため、地球上のいくつかの場所では潮の動きによって電力が供給されています。次のページでその方法をご覧ください。

水中タービン発電

水域に対する月の引力が潮汐を引き起こします。次に、この動きが水によって運ばれる運動エネルギーを生成します。風であれ、丘を転がり落ちるボールであれ、動くものにはすべて運動エネルギーがあります。人間は風車を通して運動エネルギーを得ることができます。研究者たちは、風車に似た設計を通じて潮の力を利用しようとしています。

水中（または潮力）タービンは、最先端のエネルギー技術に関する限り、非常に単純な概念です。本質的には海底や川底に設置される風車です。潮の満ち引き​​によって生じる水中の流れが、飛行機のプロペラのように配置されたブレードを回転させます。これらのタービンはギア ボックスに取り付けられており、ギア ボックスは発電機に接続されています。これにより電気が発生し、ケーブルによって海岸に運ばれます。送電網に接続すると、電気を配電できます 。

水中タービンは本質的に風車と同じものですが、地上のものと比べていくつかの利点があります。風車には土地が必要で、特に風力発電所、つまり数十、数百の風車の集合体が必要です。土地利用の将来 (土地がどのように開発され、何に使用されるか) が大きな話題になっています。地球上には 60 億人が増えており、宇宙は非常に貴重なものとなっています

— 住居だけでなく、作物生産などにも。水中タービンはこの問題を克服します。

水中エネルギー捕捉のもう 1 つの利点は、水の密度が高いことによるものです。水は空気よりも密度が高いため、水中タービンは風車と同じ量のエネルギーを生成できますが、速度は遅くなり、面積も小さくなります。さらに、陸上の特定の地域を通過する風の量は予測できない場合がありますが、潮汐域の運動エネルギーは信頼できます。干満は非常に予測可能であるため、特定の潮汐域はタービンごとに生成できる電力量で表すことができます。

科学者たちは、潮だまりで発見されるエネルギー量を 1 か月にわたって調査してきました。主な測定値は 2 つあります。春の平均ピーク速度は、1 か月間にその地域で見られる潮の動きの最高速度です。平均小ピークサイクルは、潮汐域が 1 か月に経験する速度の最低点です 。これら 2 つの測定値は、1 か月間に特定の潮だまりで見られる最大および最小の流速を概算するのに役立ちます。

潮汐以外にも、水の速度に影響を与える特性があります。周囲の地形 (たとえば、そのエリアが岩場か砂地か) によって、水の移動方法が決まります。潮汐域が狭いか広いかも速度に影響を与える可能性があります。狭い水路では水の動きが集中し、速度が速くなる可能性があります。

潮の動きや水域の特徴は机上では考慮できますが、潮力タービンの影響について実際に理解できるようになるのは、実際のテストが行​​われて初めてです。次のページでは、研究者が水中タービンの発電について理解を深めるのに役立つ世界中のプロジェクトについて説明します。

水質検査もせずに飛び込みますか？

水生研究者は、潮汐域の水の動きをかなり詳しく把握していますが、不明な要因もいくつかあります。研究者の中には、人間が水中タービン技術が及ぼす影響を十分に理解することなく、急速に推進してしまうのではないかと懸念する人もいます。膨大な数の水中タービンが干潟に集中すると何が起こるでしょうか?エネルギーは生成したり破壊したりすることはできませんが、捕捉して電気需要を満たすなど、他の用途に移すことはできます。しかし、海で捕らえられた運動エネルギーが、おそらく私たちがまだ完全に理解していない形で、水生環境に役立っていることを忘れないでください。

私たちがあまりにも早く潮力タービンによるエネルギー生産に飛びつくのではないかと一部の人が懸念している理由の 1 つは、この技術が魅力的であるためです。水中タービンはCO2を排出しません。そして、この技術は無害です。タービンのエネルギー生成は受動的であり、潮の動きに含まれる運動エネルギーの一部を捕らえて電気に変換するだけです。

水中タービンが海洋生態系に与える影響に関するデータはほとんどありません。高速で回転するブレードは、一度スワイプするだけで、小さな魚を簡単に友達に変えることができます。現在、水中タービンはゆっくりと回転しており、1 セットが毎分 10 ～ 20 回転 (rpm) で回転していることを知れば、魚好きの人は喜ぶでしょう 。毎秒数フィート動くタービンは魚にとってそれほど脅威ではありません。しかし、より高速で回転する可能性のある次世代タービンはどうなるでしょうか?

タービンが環境に与える影響についての理解の欠如もまた、双方向に影響を及ぼしています。水生環境がこの技術にどのような影響を与えるかについては疑問が残っている。たとえば、フジツボがタービンやローターに蓄積し、タービンやローターの速度を低下させたり、停止させたりすることはあるでしょうか?

これらの質問に答えるために、水中タービンのパイロット プロジェクトが世界中で作成されています。最初に発電した場所は、ノルウェーのクヴァルスンド海峡の底で発見されました。このタービンは、7 rpm で回転する長さ 33 フィートのブレードを備えており、水面下の最高点の高さは約 66 フィートになります。 2003 年 9 月に、タービンの発電機が地元の村ハンメルフェストの送電網に接続されました。単一のタービンは年間 700,000 キロワット時を発電し、この地域の平均 35 世帯に電力を供給します 。

別のグループは、水生生物に対するタービンの影響を評価しています。 Verdant Power は、周囲の水生生物を監視するための装置を備えた 35 キロワットのタービン 5 台を配備しました。魚は装置から 18 メートル (54 フィート) 以内で検出および追跡され、データが記録されます。これまでのところ、魚がタービンに当たったことはありません 。

ヴァーダントはニューヨークのイーストリバーのプロジェクトにも参加している。 6 台の 35 キロワットの潮力タービンが、最大 4 ノット (時速約 7.6 マイル) の速度で流れる水路に設置されました。現在、6 基のタービンが発電し、近くの食料品店や駐車場に電力を供給しています。 Verdant は、この水路にさらに多くのタービンを追加することを計画しており、これにより 4,000 世帯に電力を供給するのに十分な電力が生成されるはずです 。

英国も水中タービン発電の可能性を研究している。英国の会社マリン・カレント・タービンズは、アイルランド沖の北海の底に、単一の杭に取り付けられた一対のタービンを設置した。タービンは巨大です。各ブレードの長さは60フィートです。タービンが回転すると、1.2 メガワットの電力が生成されます 。

情報源