着実に導入実績を伸ばす風力発電

2050年カーボンニュートラルの実現に向けて、再生可能エネルギーの導入拡大が急務となっている。日本では再生可能エネルギーのうち、太陽光発電は急速に導入が進んだが、そのほかは以前から普及していた水力発電を除き、一歩も二歩も遅れているのが現状だ。

■再生可能エネルギーの導入状況

出典：経済産業省 資源エネルギー庁「再生可能エネルギーの導入状況」（2024年6月13日）

そのような中で、着実に導入実績を伸ばしている再生可能エネルギー、それが風力発電だ。

■日本の風力発電導入量（暦年）

出典：一般社団法人日本風力発電協会「【速報版】日本の風力発電導入量（2023年12月末時点）」（2024年2月2日）
「2023 年 12 月末時点の導入量」

風力発電の風車は昨今、効率よく発電できるように大型化、高層化が進んでいる。黎明期の2000年頃は一基あたりの発電量は1MWであったが、2010年には2MW、2020年には2.7MW、2023年には3.8MWまで風車サイズが大型化し、単基出力が増加しているのだ。

■新設風車の平均サイズの推移

出典：一般社団法人日本風力発電協会「【速報版】日本の風力発電導入量（2023年12月末時点）」（2024年2月2日）
「新規設置された風車の平均単基出力の推移（MW）」

大型風車用タワークレーンを開発

風車の大型化、高層化が進むと、建設工事におけるさまざまなセクションで課題が生じる。とりわけネックになるのは資材の輸送、そして揚重作業だ。

森林への環境負荷をできるだけ低減するため、使用するクレーンはブームが伸縮可能なオールテレーンクレーンがメインだ。3MW以上の風車建設には国内最大の1,200tオールテレーンクレーンが必要になるが、更なる風車サイズの大型化・高層化に対応するためには、能力的に不足する可能性もある。

確かに、発電効率を考えれば超大型風車（6MW超やハブ高^*1120m超の風車）が有利だが、景観や輸送がネックになりやすいのは事実。よって現状では6MW級、ハブ高100～115mの大型風車の需要が高い。しかしこのクラスでもなお、1,200tオールテレーンクレーンの販売は既に終了しているため、増車が難しく、高まる風力発電の需要に応えられないのが現状だ。

*1 ハブ高：地上から風車の軸までの距離。

オールテレーンクレーンの機動性とコスト感を持ちつつ、十分な楊重能力と高層化に対応できる機種はないものか......。そこで東光電気工事株式会社、株式会社TAリフト、株式会社北川鉄工所、株式会社アクティオの4社共同で開発したのが、風車用タワークレーン「JCW1250」である。

風車用タワークレーン「JCW1250」

JCW1250の最大の特徴は足元、つまり基礎部分にある。タワークレーンの多くは杭基礎を採用しているが、JCW1250はクロスベース^*2構造だ。一辺約23mの足を十字に置くだけで、その上にそびえたつタワー高さ約80m、最大作業高さ130m、最大吊能力95tのタワークレーンを支えているのだ。

*2 クロスベース：クレーンのベース架台の名称。

基礎にはクロスベース構造を採用。地面に杭を打つことはなく、この十字の足を置くだけで完結している

クロスベース構造のベースフレームは、ハサミのようにたためるため輸送もしやすい。また、JCW1250 1台に対してクロスベースを2セット用意すれば、次サイトの設置に先行してクロスベースを組み立てられるため、作業時間が短縮できるというメリットもある。

クロスベース構造のベースフレームは折りたためる構造になっており、輸送時は十字からI字にできる

JCW1250の初回搬入はトラックをメインにし、トレーラーは15台程度で済む。サイト間の移動はオペレーション室とジブ部分の上部ユニット、開閉機構を備えた下部ユニットはそれぞれ一体で輸送。その輸送には風車運搬で使用する車両をそのまま活用するため、無駄がない。

タワーの高さ約80m、最大作業高さ130mの「JCW1250」。サイト間を移動する際は、上部ユニットと下部ユニットそれぞれ一体で輸送する

JCW1250の最小作業半径は12.5mで、1,200tオールテレーンクレーンの約22mよりもサイト面積^*3を削減することができる。この機動力の高いJCW1250が、6MW級の大型風車建設に大いに役立つのは間違いない。

*3 サイト面積：風車の建設に必要な工事面積。

風車用タワークレーンの建設作業イメージ模型

建設中の発電機もカーボンニュートラルに

風車用タワークレーン「JCW1250」の導入に欠かせないのが建設時に使用する発電機である。最低でも600kVAクラスの発電機が必要だ。

今回取材したJCW1250では、610kVAのディーゼル発電機を使用

アクティオは、2023年4月から、次世代バイオディーゼル燃料「サステオ」を使用したタワークレーン用発電機のレンタルを行っている。

サステオは、株式会社ユーグレナが製造・販売する燃料で、使用済み食用油を主としたバイオマス（生物資源）が原料だ。燃料の燃焼段階でCO₂を排出するが、使用済み食用油の原材料である植物や微細藻類ユーグレナは光合成でCO₂を吸収するため、燃料使用時に発生するCO₂の排出量が実質的にはプラスマイナスゼロとなり、カーボンニュートラルへの貢献が期待されている。

なお、サステオを使用したタワークレーン用発電機は、東光電気工事株式会社が建設を担当したJRE宮城加美風力発電建設工事現場において、使用された実績を持つ（ニュースリリースはこちら）。

送電線建設用のクレーンを新たに導入

発電した電気は、送電網を通って変電設備に送電される。送電線の鉄塔建設工事は、1990年頃から1996年頃にかけて数多く行われた。施工会社が当時から保有しているクレーンは老朽化が進んでいるのが現状だ。一方で2022年以降、東北地方と東京間を結ぶ送電線工事（鉄塔の新設・建替工事）が増加しているため、アクティオは2024年3月、新型の「クライミングクレーン」「ジブクレーン」を導入した。

（左）送電線鉄塔建設用クライミングクレーン
（右）送電線鉄塔建設用ジブクレーン

今回導入した「クライミングクレーン」は、送電線の鉄塔を建てるための専用クレーンだ。従来のマストよりも剛性をアップし、最大自立高さは28m、最大設置高さは150mまで対応できる。

「ジブクレーン」は、深礎基礎工事・資機材運搬等で長期間必要不可欠なクレーン。従来機と違い、ディーゼルエンジンを搭載しているため、仮設発電機が不要となるのが特長だ。操作は操縦席からに加え、無線リモコンで遠隔操作する方法も選べる。

保守管理に役立つ製品もラインナップ

風力発電機で使用する風車ブレード（羽根）内部の点検は、2～3年に1度と定められている。ブレード内部は空洞になっているが、その中に作業者が入り目視による点検が一般的に行われている。ブレード内部の空間は天井が低く、狭い。作業者は屈んだ格好での点検を強いられるため、肉体的にも精神的にもつらい作業だ。

そんな点検作業の負担を軽減するために開発されたのが、「パイプクローラー」である。長さ440mm、重量15kgのコンパクトなボディーに、カメラとライトを搭載。全長200mのケーブルを通じて、コントローラーから遠隔操作により点検を行うのだ。

パイプクローラー

風力発電設備の点検を行う際、場合によっては現地までの導線を確保するため草刈りが必要だ。そんな時に重宝するのが「ラジコン草刈機」である。写真の「神刈RJ700」は幅1,110mm、重量360kgとコンパクトな設計のため、現地まで大型ワゴン車で運搬可能。草刈中はエンジン、走行はモーターのハイブリッド仕様で、環境に優しいのも魅力だ。

ラジコン草刈機「神刈RJ703」

風力発電機や送電線鉄塔などの傾斜監視に威力を発揮するのが、傾斜監視クラウドシステム「OKIPPA104」だ。

これはセンサーボックスだけで始められる手軽で安価な監視・管理システムで、通信方式はIoTに適したLPWA（Low Power Wide Area）を採用。従来の監視・管理システムのような電源設備も配線も基地局も必要なく、動力源は2年間も交換不要（1時間に1回の送信モード時）な電池のみ。現場に出向かなくてもPCやスマホで傾斜角度データ、設置位置、現在の向きや姿勢が確認できるのだ。

傾斜監視クラウドシステム「OKIPPA104」

アクティオは風力発電機や送電線鉄塔の建設、さらにそれらの保守管理までをサポートする体制を整えており、今後もレンサルティングのノウハウを活かし、生産性を向上させる製品やサービスを提供する予定だ。

▼風車建設用タワークレーン JCW1250

※記事の情報は2025年1月21日時点のものです。

お問い合わせはこちら

〈ご参考までに...〉

● 風車建設用タワークレーン（アクティオ公式サイト）

● バイオディーゼル燃料専用発電機（アクティオ公式サイト）

● 送電線鉄塔建設用クライミングクレーン（アクティオ公式サイト）

● 送電線鉄塔建設用ジブクレーン（アクティオ公式サイト）

● パイプクローラー（アクティオ公式サイト）

● ラジコン草刈機（自走式草刈機 遠隔式）（アクティオ公式サイト）

● 事業分野紹介「送電線分野」（アクティオ公式サイト）

● 事業分野紹介「パワーシステム分野」（アクティオ公式サイト）