潮汐エネルギー

再生可能エネルギーの大部分は天候に依存する。 潮汐は月の軌道と地球の回転に依存しており、そのために数年先まで潮汐表が印刷できる。 スコットランド本土とオークニー諸島の間のペントランド湾のような狭い海峡では、その運動は3から5メートル毎秒の流れになり、ほとんどの人が走れるよりも速くなる。 タービンを入れて 発電所ができた 残りの世紀にかけて 出力を予測できる

このページは、私たちのものと同じルールに従っています。 ファンウォール研究物理学を最初に それから実際の機械で測定した値 そして建築物のアイデアが 必ず勝つべきベンチマークと比較すると 簡単なバージョンは、潮流が働き、予測可能であり、新しいプロジェクトはまだ太陽光や風力発電所よりも数倍のコストをかけている。 電力が既に高価な島や遠隔地沿岸で勝利できるし，コストが下がり続ければ，ある種のグリッドの有用で安定した部分となるかもしれない。 世界電力の大きな割合は決して得られない

何だ？

There are two ways to make electricity from the tide.

潮汐帯 水位の差を利用して 河口（ダム）や海の一部を囲む壁（ラグーン）を渡るダムは、川のダムと同様に水を止めてタービンを通して流す。 ブルターニュのラランスは1966年から稼働し，韓国のシワ湖254ＭＷは2011年に開業した。 しかしダムは河口全体を変え，建設されたものはほとんどない。 近年の最大の提案であるウェールズのスワンシー湾に320MWのラグーンを建設する計画は、2015年に計画許可を受けたが、2018年にはイギリス政府から費用について拒否された。

潮流タービンをダムなしで流れに入れる これらは海底に固定されたり，浮体の下に吊るされた水中風車のようなものである。 That makes them far lighter on the environment and much smaller in scale, one machine at a time, which is why almost all current development is tidal stream.

［サン・マロ近くのランス潮汐ダム、上に道路があり、一方は河口、もう一方は海］（../../../assets/earth/tidal-rance-barrage.jpg “フランスのランス：1966年以来240MWの潮汐発電を行い、上を通る道路がある。 写真：Sw271149、CC BY-SA 4.0）

仕組み

潮汐は予測可能である。 月の重力が海を地球の反対側にある二つの隆起に引きずり込み、地球はその下で回転する。 月の潮汐は12時間25分ごとに繰り返される。 太陽は自分で小さな潮汐を加える。 When Sun and Moon line up, at new and full moon, the two add up to strong spring tides; a week later they partly cancel into weak neap tides. The full cycle takes 14.8 days. これらのリズムは天文学的であるため，与えられた場所における流れは数十年先まで予測できる。

電流のパワー 風力と同じように 地域を流れる電力は A はい P = ½ ρ A v³ここで ρ 流体の密度と v 速さだ タービンはその一部を保持します Cp. Seawater weighs 1,025 kg per cubic metre, air about 1.2. So although currents are slow, the density more than makes up for it: at 3 m/s a square metre of current carries 13.8 kW, while the same square metre of a strong 12 m/s wind carries 1.1 kW. That is why an 18 m tidal rotor makes 1.5 MW, the same as a wind rotor four times wider.

The cube works both ways. Because power goes with the cube of speed, a current that halves delivers an eighth of the power. The current at a site rises and falls twice a day and swings between springs and neaps every fortnight, so a turbine sized to catch the fastest spring tides would sit mostly idle. Designers therefore choose a rated speed, often around 2.5 to 3 m/s, above which the turbine sheds the extra power. 上記の解説では，定格速度が低いほど容量係数は高くなる（より多くの時間をフル出力で過ごす）が，機械サイズは小さくなるというトレードオフを示した。

チャンネルがどれだけ出来るか チャネルはエネルギーの無限の川ではない。 タービンは水を遅らせる エネルギーを得る 十分な数が運河を封鎖する 潮が別の道を見つける Garrett and Cummins showed that the most power a channel can yield on average is about 20 to 24% of the peak pressure head from one end to the other times the peak flow, often much less than the kinetic energy flowing through its narrowest point (Garrett and Cummins, 2005). A turbine in a channel can beat the open-water Betz limit of 59.3%, because the channel walls hold the flow in, but some of that gain is lost again as the fast and slow streams mix behind it (Garrett and Cummins, 2007).

理論的・実用的限界

The whole planet. The tides lose about 3.7 terawatts to friction, roughly a quarter of it in the deep ocean and the rest in shallow seas and coasts (Egbert and Ray, 2000). 世界の平均電力消費量3.4TWに比べると かなり多いようだが ほとんどは 海岸に近く 建設できる程度の浅い水域で Only a few dozen places in the world have currents above 2 to 2.5 m/s: the north of Scotland, the Channel Islands and Brittany, the Bay of Fundy in Canada, parts of Korea, China, Japan and Indonesia.

A realistic national figure. For the United Kingdom and Channel Islands, which have some of the best sites in the world, a 2021 review supported a practical resource of 34 TWh a year, about 11% of current UK electricity demand, from roughly 11.5 GW of turbines by 2050 (Coles et al., 2021). ほとんどの国ではこの数字はゼロに近い。

海そのもの 実用的な限界は工学と金銭である。

• たくさん 水の密度は潮汐ロータが同じ大きさの風力ロータよりも何倍も大きな力を感じ，潮汐チャネルは乱流である。 ブレード，軸受，シールは20年間生き残る必要がある。
• アクセス ダイバーや船舶は，緩水域，潮流の短い間隔，穏やかな天候でのみ作業が可能である。 専門船は一日で雇うのが高価である。 水中からロータを上げることができるオービタルのＯ2のような浮遊設計はこのコストを大幅に削減するために発明された。
• 腐食と汚染。 塩水、海の生育物、堆積物が全てを攻撃する。
• グリッド また，最適な場所は需要から遠く離れた偏僻の海岸であり，強い電力網接続がある。

実際のプロジェクト、測定

プロジェクト	どこ	大きさ	ステータス	測定されたものまたは報告されたもの
メイジェン1A	インナーサウンド	4基1.5MW、ローター長18m	2016年から2018年まで運行	13.8 GWh in 2019 (a 26% capacity factor); past 50 GWh by early 2023; about 59 MW more with guaranteed prices for 2027 to 2029 (MeyGen)
O2軌道	ウォーネスの陥落	2MW、72m浮体上の20mローター	Grid-connected July 2021	英国の家庭約2,000世帯の年間需要を満たすために設計され、さらにO2クラス機器は英国で契約されている（軌道海洋力学また，年間の測定出力については完全な記録がない。
ノヴァ・イノベーション・シェトランド潮汐アレイ	ブルーマル・サウンド	ピーク時6×100kW	First turbine 2016; three oldest removed 2023	469 MWh in more than 14,000 hours of operation by December 2020; a later direct-drive design cut turbine cost by about a third (Nova Innovation)
シージェン	ストラングフォード湖	1.2MW 杭上のツインロータ	2008年廃止	The first megawatt-scale tidal stream turbine to reach full power on a grid, in December 2008 (Tidal stream generator)
La Rance (tidal range, for context)	ブルターニュ	240メガワットダム	1966年以降	About 540 GWh a year, a 26% capacity factor; built for about USD 340 per kW in 2012 money (IRENA, 2014)
四華湖 潮汐の範囲	慶州市	254メガワット	2011年以降	552 GWh a year; cost about USD 560 million, built into an existing sea wall (Sihwa Lake)

Two honest readings of this table. まず テクノロジーは機能しタービンは何年も動いています ヨーロッパで最も激しい水の中で 数十ギガワット時を電力網に送りました 次に 初期のアレイは望ましい結果を出せず. First arrays were expected to reach capacity factors of 35 to 42% (Ocean Energy Systems, 2015). ＭｅｙＧｅｎの最良の初年度は26％であり，初期の数年間は個々のタービンが修理のために取り出されて更新された機械に置き換えられたので平均して20％近くになった。 Nova’s six 100 kW turbines show the same pattern at small scale: real electricity, real learning, and machines retired within a few years.

どれだけかかる？

潮流の価格は，政府が保証する意思によって決まる。

ソース	何だ？	価格
UK Contracts for Difference, round 6 (2024)	潮流28ＭＷ，15年保証価格	£172 per MWh in 2012 prices, about £250 or $0.32 per kWh in 2025 money
同じオークション	太陽光発電所／陸上風力／海洋風力	£50 / £51 / £54 per MWh (2012 prices)
Coles et al. (2021)	英国の潮汐流のコスト	about £240 per MWh, falling below £150 after 124 MW of learning
Ocean Energy Systems (2015)	初期アレイ/第二次アレイ/初期商業プロジェクト	$333 to $625 / $210 to $470 / $130 to $280 MWh
ラランスとシワ（IRENA、2014年）	旧潮流域ダム	0.02から0.04ユーロ/kWh
私たちのベンチマーク	建物上の屋根上ソーラー，ファンウォールモデル；商業及びコミュニティ用ソーラー用Ｌａｚａｒｄ2026ライン	$0.19 per kWh; $0.09 to $0.20
Lazard (June 2026)	新ユーティリティソーラー／オンショア風力／オフショア風力	$0.04 to $0.10 / $0.04 to $0.10 / $0.11 to $0.17キロワット時

So new tidal stream costs roughly $0.25 to $0.35 per kWh today, one and a half to two times rooftop solar and three to eight times utility solar and onshore wind. 海洋風力との比較は注目すべきものである。 潮流はその道を追うことを望んでいるが，これまでに海上風力がギガワットを設置したところにメガワットを設置している。

単純なＬＣＯＥは潮汐発電が持つ，太陽光や風力が持たない一つのことを捉えていない：その出力は事前に知られており，天候に依存しない。 Ｃｏｌｅｓらは，これにより通常のコスト比較では見落とされるグリッドバランシングのコストを削減できることを主張した。 これは実際の利点であるが，ギャップを埋めるほど大きなものではない。

勝てる場所と 負けられる場所

勝ち取れるものは

• 強い海流のある島や離れた海岸電力供給は，輸入ディーゼルからの電力が多く，本土へのケーブルが高価なオークニー諸島，シェトランド諸島，チャネル諸島，ノバスコシア，インドネシアやフィリピンの一部などである。
• 太陽光発電と風力発電が主流のグリッドの安定した予測可能な部分として潮が天気を無視するからです
• 構造が既に存在する場所である。 西華湖は既存の海堤に建設され、橋や堤防、急流の港口入り口などが見どころである。
• 速水域の小規模オフグリッド負荷また，水産養殖施設の監視にも適用できる。

勝てない

• 安価な電力として太陽光や風力発電所が建設できる場所です
• 海岸の大部分ではピーク電流が約2ｍ／ｓ以下の場合は，立方体則によりパワーが薄すぎる。
• 早く 合意，電力網接続，専門船舶，小規模なサプライチェーンはプロジェクトが数年かかることを意味する。

証明されたもの、可能性のあるもの、推測的なもの

Proven: the astronomy and predictability of tides; the power equation and the density advantage of water; that horizontal-axis turbines can run for years in strong tidal channels and export to the grid; that tidal range barrages can run for more than half a century; that no collisions between marine animals and operating turbines had been detected up to 2021 (Coles et al., 2021).

Plausible: cost falling below £150 per MWh as arrays of tens of megawatts are built; floating turbines cutting maintenance costs; capacity factors of 35 to 40% in mature arrays with good availability; a grid value for predictability that is worth paying for.

推測: 潮流が海上風力のコストに達する 単一チャネルで大規模なアレイを 海流と生態系を著しく変えずに 堆積物、成層化、ギガワットスケールのタービンの周りに餌を与える捕食者への長期的影響

開放的な研究課題

• 単独タービンではなくアレイ タービン列からの後流はどう相互作用し，多く設置された場合にチャネルがどれだけ遅延するかを調べた。
• 信頼性 20年間の乱流水中で高価な揚力を必要としない，ブレード，軸受，シールおよび発電機のどの設計が生き残るか。
• 安価な設置とアクセス 浮体船、少ない基礎と大きな基礎、そして緩い水の外で働く。
• 性能測定。 実際の乱流中でＩＥＣ　ＴＳ62600‐200規格の方法でパワー曲線を測定し，買い手が機器を公平に比較できるようにした。再生可能エネルギー2023).
• 環境 海水中のアザラシ，イワシ，潜鳥に対する衝突リスク，騒音，堆積物への影響，高速水域で餌を取る種への影響。
• 予測可能性の価値 太陽光と風力を多く使った電力網においては、予測可能なメガワット時の価値はどれくらいか？

実用的なプロトタイプには

まず，新しい潮汐アイデア（新しいロータ，安いモーリング，機械の保守の新しい方法）を小規模で試験できる。 下記の費用は小規模チームに対する粗い推定であり，テストセンターと調整する必要がある。

ステージ	ワーク	証明する事は	粗費	タイム
1.流しタンク	A 0.3 to 1 m model rotor in a university flume or towed through still water, 0.5 to 2 m/s	速度に対する推力と出力係数を測定した。	$20k to $80k	2~4ヶ月
2.河川・河口パイロット	速い河川や河口におけるポントンまたは小型フレーム上の1〜10kWユニットで，電流計と記録電力計を備えている。	実効出力曲線，起動速度，汚れとデブリ	$50k to $200k	6ヶ月から12ヶ月
3．規模試験場	10〜100ｋＷの機械をオークニー島のＥＭＥＣのような育成場所に設置し，独立した測定を行った。	信頼性，保守時間，環境モニタリング	$0.5 million to $3 million	1年から2年
4.フルスケール	電力系統に接続された試験場のメガワット機	銀行に預けられる性能データ	何千万もの	数年間

The first two stages are within reach of a university group or a determined team of makers. また，実際の水中で回転するモデルと，その作ったものを示す計器が必要なピッチにも適している。

誰が必要なのか

• 海洋流体力学者 潮汐資源モデルを作りました
• 海洋工学者 基礎や停泊地、浮き船体や海上作業に使われます
• 海中電気工学者 発電機やケーブル、電力網の接続に使われています
• テスト施設大学の排水管や曳航タンク，入口がある河口，オークニー島のＥＭＥＣやノバスコシア州のＦＯＲＣＥなどの試験センター。
• 海洋生態学者 衝突や騒音、生息地のモニタリングに使われています
• 認証専門家 海洋エネルギー規格IEC62600にも 慣れています
• 島嶼地域と港湾当局 水道や高価な電気を使って

もっといい考えは？

財団のメンバーは ピッチを聞く人がいるかもしれない アイデアをピッチするには 実際に電力を生み出す計測機器で出力を測定したものは，主張されない：小さなロータが河川の水路にあるとき，記録されたメータはどんな図面よりも価値がある。 論文のアイデアも歓迎する。物理学と数値が確実なら、ここでウェブサイトに公開できる。 しかし，実用的なモデルがないと資金調達は非常に困難であり，ここでは資金調達やリターン，導入の約束など何もない。

あなたのアイデアを 寄付書類グリーン・イニシアティブを選んだのです Tell us the problem it solves, the physics check (how many kW per square metre of rotor, at what current speed), a rough cost per kWh, and the cheapest test that could prove it wrong. The energy sources page compares this idea with eleven others.

ソース

1. メイジェン/アンペアックエネルギー（旧SAEリニューアルバルズとSIMECアトランティス）。 メイジェン潮流計画タービン，容量，発電マイルストーンと段階計画。 その他 メイジェン 年間の生産量と契約回数を決めます
2. UK Department for Energy Security and Net Zero (2024). 差額配分契約第6ラウンド結果.
3. IRENAとIEA-ETSAP（2014年）。 潮汐エネルギー技術概要.
4. 海洋エネルギーシステム（2015年）。 海洋エネルギー技術の国際的な平準化コスト.
5. Ｃｏｌｅｓ，Ｄ．，Ａｎｇｅｌｏｕｄｉｓ，Ａ．，Ｇｒｅａｖｅｓ，Ｄ．らの研究報告。 (2021). 英国とイギリス領チャネル諸島の実用的な潮流エネルギー資源をレビューした。 王立協会論文集A477.
6. ガレット，Ｃ．とカミンズ，Ｐ． (2005). 潮流のパワーポテンシャルを測定した。 Proceedings of the Royal Society A 461, 2563-2572.
7. ガレット，Ｃ．とカミンズ，Ｐ． (2007). 潮流路内の水車の効率を調べた。 流体力学雑誌588，243-251.
8. Ｇ．Ｄ．エグバートとＲ．Ｄ．レイ (2000). 衛星高度計データから深海における潮汐エネルギーの顕著な散逸を推定した。 Nature 405, 775-778.
9. Orbital Marine Power (2021). 軌道海洋電力O2; 軌道海洋電力.
10. 新しい革新。 シェトランド潮汐アレイ海洋スコットランドの 事例研究.
11. 潮流発生器 それに 潮汐発電海洋生物学者、ラ・ランス、スワンズ湾
12. 四河湖潮汐発電所ウィキペディア
13. Lazard (June 2026). Levelized Cost of Energy+, version 19.
14. Local Solar System ファウンデーション The Fan Wall: open model and benchmark, rooftop solar at $0.19 per kWh.
15. Evans, P., Ashton, I. and Sellar, B. (2023). 潮汐発電機の出力性能評価は，測定した出力とモデル化した出力を用いてＩＥＣ　ＴＳ62600‐200に従って行った。 再生可能エネルギー.