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Storm chasers: the typhoon turbine that could power Japan for 50 years
嵐追跡突入チーム:日本に50年電力供給できるかもしれない台風発電
[CNN September 28, 2016]
"Typhoons are normally nothing but a disaster," says Atsushi Shimizu.But that's not the case for this Japanese engineer, who believes these violent forces of nature could solve Japan's green energy problem.
Shimizu has invented the world's first typhoon turbine. A robust, egg beater-shaped wind turbine, designed not only to withstand the incredible force of a tropical cyclone, but also to harness it.
A mature typhoon produces a level of kinetic energy "equivalent to about half the world-wide electrical generating capacity," according to the Atlantic Oceanographic & Meteorological Laboratory.
The energy from one typhoon, says Shimizu, could power Japan for 50 years.
「台風は、通常は災害以外の何物でもない」清水敦史氏は言う。しかし、この猛烈な自然の力で日本のエネルギー問題を解決できると考えているこの日本のエンジニアにとっては、そんなことはない。
清水は、世界で最初の台風タービンを発明した。堅牢な泡立て器の形をした風力タービン、熱帯サイクロンの信じられないほどの力に耐えられるだけでなく、自然の力を利用するよう設計されている。成長した台風は、大西洋気象海洋研究室によると世界の電気発電容量の約半分と同等レベルの運動エネルギーを生成する。1 つの台風からのエネルギーで日本の50 年分の電源が確保できると清水は言う。
End of an era 一つの時代の終わり
Before the Fukushima Daiichi nuclear disaster in March, 2011, nuclear power was expected to account for 60% of Japan's primary energy by 2100.
But the devastating earthquake and tsunami, which killed 19,000 people, also caused three nuclear meltdowns and derailed that plan.
Today, Japan imports about 84% of its energy requirements, and many of its nuclear reactors are now dormant, as the country shies away from this energy source.
2011 年 3 月の原子力時代の終り、福島第一原発の事故の前には、2100 年までに原子力は日本の一次エネルギーの 60% を占めると期待されていた。しかし、壊滅的な地震と津波で、19,000 人が死亡、また 3 つの原子炉のメルトダウンによってその計画は脱線した。今日、日本はそのエネルギー需要の約 84% を輸入、その原子力発電所の多くは、国民がこのエネルギー源を敬遠し休止状態のままだ。
Attempts at utilizing wind power have been largely unsuccessful.
"For decades, Japan has brought in European-style wind turbines, not designed for typhoon zones, and installed them with no careful consideration -- they've broken almost entirely," says Shimizu.
During Typhoon Usagi, in 2013, for example, eight turbines collapsed at China's Honghaiwan wind farm, in eastern Guangdong, and a further eight were damaged, according to Windpower Intelligence.
Consequently, solar power has been the focus of the Japanese government, and solar panels are now not an uncommon sight on urban homes.
"But in terms of energy," says Shimizu, "Japan actually has a lot more wind power than it does solar power, it's just not utilized."
The country has already seen 6 typhoons in 2016.
"Japan has the potential to be a super power of wind," says Shimizu.
風力発電を利用した試みはほとんど成功していません。 「何十年も、日本の台風ゾーン用に設計されていないヨーロッパ スタイルの風力タービンを取り入れ、慎重に検討せずそれらを設置してきた ― ― それらはほぼ完全に壊れている」と清水氏。
2013 年の台風 5 号を例にとれば、東の広東省の中国の Honghaiwan 風力発電所で崩壊した 8 つのタービン、Windpower Intelligence誌によると、さらに 8か所が被害を受けた。その結果、太陽光発電が日本政府の焦点となっていて、ソーラー パネルは今や都市の家では珍しい光景ではない。「しかし、 エネルギーということでは,」清水は言う「日本は実際には太陽光より多くの風力があるが、それが利用されないだけなのです。」2016 年は既に 6つの台風が来ている。 「日本は、風力の超大国になる可能性がある」と清水氏。
The next superpower
In 2013, Shimizu quit his job, founded green tech firm Challenergy, and won funding to invent a wind turbine "that is unbreakable by a typhoon."
Shimizu and his team made two fundamental changes to the design of conventional wind turbines.
First, they designed an omnidirectional vertical axis that is able withstand Japan's unpredictable wind patterns.
Then they incorporated the Magnus effect. When the Challenergy team last simulated their invention in July 2015, it achieved 30% efficiency. Propeller-based wind turbines typically achieve 40% efficiency, but can't operate in a typhoon.
2013 年に清水氏は仕事をやめ、環境保全会社 Challenergyを設立し、「台風で壊れない」風力タービンを開発する資金を集めた。 清水と彼のチームは、従来の風力タービンの設計に 2 つの根本的な変更を行った。まず、彼らは日本の予期しない風のパターンに耐えることができる全方位垂直軸を設計した。それから彼らはマグナス効果 を組み込んだ。 Challenergy チームは、2015 年 7 月に彼らの発明を最後に模擬試験した際30% の効率を達成した。プロペラ型風力タービンは通常 40% の効率だが、台風のなかでは運転できない。
In July, the first prototype was installed in Okinawa. Now all the Challenergy team needs to test their creation's efficiency in real life is a typhoon.
"I want to install our wind-power generator at the new National Stadium," Shimizu says, of the facility being built for the Tokyo 2020 Olympics. "Or on the Tokyo Tower, because the Eiffel Tower installed a wind-power generator last year at the time of the COP21 (climate summit)."
For Shimizu, it's a service he owes his country.
"Our generation reaped the benefit of nuclear power -- we never experience a power blackout because of it," Shimizu says.
"Now we are responsible for changing the future."
7 月に最初のプロトタイプ機が、沖縄に設置された。今、 Challenergy チームが実物で生み出す効率をテストする必要があるのは、台風である。東京 2020 オリンピックのために建設中の施設「新国立競技場に当社の風力発電機を設置したい」、と清水は言う。「あるいは、東京タワーに。というのは昨年、COP21 (気候サミット)でエッフェル塔に風力発電機が設置されているためだ」
清水にとって、それは国のための奉公だ。
「私たちの世代は、原子力発電の恩恵を受けた ― ― そのため、停電を経験したことはなかった」清水は言う。「今我々 が未来を変える責任がある。」と。