Ⅱ.SSPGの核心:波のエネルギーを最大限に引き出す独自のアプローチ | フルメタルジャケット

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こんな時代だけれど、日本のモノづくりを再起動したい。

(1) SSPGは「波が運ぶ真のエネルギー」に注目します

多くの方が海の波のエネルギーを考える際、その**波の高さ(波高H)**に目が行きがちではないでしょうか。例えば、経済産業省と深い関係にある国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)が公表している資料「波力発電の技術の現状とロードマップ」(https://www.nedo.go.jp/content/100107274.pdf)でも、波力発電の基本的な概念として、主に以下の3種類の発電方式が説明されています。

  • 振動水柱型: 波の上下動で生じる空気の振動流を使ってタービンを回す方式。
  • 可動物体型: 波のエネルギーを可動物体の機械的運動に変換して発電する方式。
  • 越波型: 波を貯水池に貯め、その落差を利用して発電する方式。

これらの既存の方式は、いずれも波の垂直方向の動き、物体の揺れ、または水位差を利用してエネルギーを回収するものです。

また、このNEDOのPDFでは波力エネルギーの分布が「kW/m」というエネルギー密度で示されています。これは一般的な波のエネルギー評価単位ですが、個々の発電方式の説明においては、波の高さがエネルギー回収の主要な要素の一つとして暗黙的に関連付けられていると解釈できます。


しかし、SSPGのアプローチは根本的に異なります。 私たちは「見た目の高さ」ではなく、「陸地に届くエネルギー総量」に着目し、海底との摩擦によるエネルギーの減衰を最小限に抑えつつ、効率的な水平流を生成するという独自の概念を持っています。そして、この生成された水平流を直接利用して発電します。

(2) 海に潜む計り知れないエネルギーの可視化

海上に広がる**うねり(Swell)波(Wave)**が持つエネルギーの大きさを最も印象的に示す例として、YouTubeで公開されている以下の動画が非常に分かりやすいでしょう。ハワイの海岸に押し寄せるビッグウェーブに挑戦するサーファーをドローンで空撮したものです。

 

200万再生 ドローンで10メートルの巨大波を撮影 世界チャンピオン JohnJohnFlorence BigWave Jaws Pe'ahi Maui 2018

 

この動画は、10メートルもの巨大な波をドローンで捉え、世界チャンピオンのJohn John Florenceがハワイのマウイ島にあるビッグウェーブの名所「Jaws (Pe'ahi)」で挑む姿を映し出しています。

特に注目していただきたいのは、動画の最初の部分です。レスキュー艇や観戦の小舟が漂う、一見穏やかな海面のすぐ近くで、突然、巨大な「サーフィン波」がそそり立つ様子が見て取れます。これは、海底の複雑な地形が大きく関係していると言われています。

この波が運ぶエネルギー量はどれほど巨大なのでしょうか?そして、このエネルギーはどこから、どのような形で伝わってきたのでしょうか?非常に興味深い点です。巨大なサーフィン波が立ち上がるその近くでも、エネルギーを伝搬するうねり(Swell)がその下を通過しているはずです。実際、ハワイ諸島では、このような巨大なサーフィン波が形成される場所がいくつも確認されています。


ハワイの例ほどではないにしても、これまでの通念以上に大きなエネルギーが、日本の各地の海岸にも常に押し寄せていると私たちは考えています。

しかし、このうねりが伝搬するエネルギーは、サーフィン波として立ち上がってしまったり、砕波してしまった後では、有効なエネルギーとして効率的に回収することは極めて困難です。

そこでSSPGでは、**「ウェーブ・スクランダー」と呼ばれる特殊な集波板と、波が伝搬するエネルギーを効率的に水平流へ変換する「ウェーブ・コレクター」**という装置を組み合わせ、最適なエネルギー回収を目指しています。


 


II. The Core of SSPG: A Unique Approach to Maximizing Wave Energy

(1) SSPG Focuses on the True Energy Carried by Waves

When most people think about ocean wave energy, they likely focus on its height (wave height H), don't they? For example, a document published by the New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO), which has strong ties to the Ministry of Economy, Trade and Industry, titled "Current Status and Roadmap of Wave Power Generation Technology" (https://www.nedo.go.jp/content/100107274.pdf), explains the basic concepts of wave power generation, primarily describing the following three types of systems:

  • Oscillating Water Column: A method that rotates a turbine using the oscillating air flow created by the vertical movement of the sea surface.
  • Oscillating Body: A method that converts wave energy into the mechanical motion of a movable body to generate electricity.
  • Overtopping: A method that stores waves in a reservoir by allowing them to overtop a barrier, then uses the height difference to generate electricity by rotating a turbine as the water drains back to the sea.

These existing methods all recover energy by utilizing the vertical motion of waves, the oscillation of objects, or differences in water level.

Furthermore, while this NEDO PDF indicates wave energy distribution in "kW/m" (a general unit for evaluating wave energy), in the description of individual power generation methods, wave height can be implicitly interpreted as one of the primary factors contributing to energy recovery. However, it does not mention specific innovations like SSPG's approach, which focuses on the "amount of energy reaching land" rather than "apparent height," aims to "minimize decay due to seabed friction while generating horizontal flow," or describes a mechanism that directly utilizes this horizontal flow for power generation.


In contrast, SSPG's approach is fundamentally different. We focus on the "total amount of energy reaching land" rather than "apparent height." SSPG possesses a unique concept that aims to minimize the decay of energy due to friction with the seabed, while efficiently generating horizontal flow. We then directly utilize this generated horizontal flow to produce electricity.

(2) Visualizing the Immeasurable Energy Hidden in the Ocean

As a compelling example of the immense energy contained within swells and waves propagating across the ocean, the following YouTube video is incredibly clear. It's an aerial drone shot of big waves crashing on the Hawaiian coast, with surfers challenging them.

 

2 Million Views - Drone Footage of 10-Meter Giant Waves - World Champion John John Florence BigWave Jaws Pe'ahi Maui 2018

 

This video captures 10-meter giant waves with a drone, featuring world champion John John Florence challenging them at "Jaws (Pe'ahi)" on Maui, Hawaii, a famous big wave spot.

What we particularly want you to notice is the beginning of the video. In the seemingly calm waters where rescue boats and spectator vessels float, a colossal "surfing wave" suddenly rises. It's said that the complex underwater topography significantly contributes to this phenomenon.

How immense is the energy conveyed by these waves? And from where and in what form did this energy travel? These are incredibly intriguing points. Even near where these giant surfing waves are forming, the energy-propagating swell must be passing beneath. In fact, several locations around the Hawaiian Islands are known for forming such massive surfing waves.


While perhaps not to the extent of the Hawaiian example, we believe that a greater amount of energy than previously understood is constantly pushing onto coastlines across Japan.

However, once this swell-propagated energy forms a surfing wave or breaks, it becomes extremely difficult to efficiently recover it as usable energy.

Therefore, SSPG aims for optimal energy recovery by combining a special wave concentrating plate called a "Wave Scrambler" with a "Wave Collector," a device designed to efficiently convert the propagating wave energy into horizontal flow.