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プロジェクト

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浮体式洋上風車の開発

  • 平林紳一郎准教授
NEDO
次世代浮体式洋上風力発電システム実証研究


 わが国領海と排他的経済水域(EEZ)に存在する洋上風力エネルギー資源量は膨大です。技術と経済性の観点から当面開発の対象となる沿岸域に限っても、わが国全体の電力供給において、かなり部分を供給できる潜在能力を持っています。一方、日本周辺海域は岸を離れると急速に水深が深くなることから、海に設置する風車として浮体式洋上風車の開発が必要になります。

 当研究室が参加している、経済産業省受託研究「福島復興 ・ 浮体式洋上ウィンドファーム実証研究事業」では国産技術による浮体式洋上変電所と3基の浮体式風車よりなるウインドファームを福島沖に設置して実証実験を行っています。

 新たな開始された NEDO のプロジェクトでは、より経済性に優れた新たな浮体形式を採用する次世代浮体式洋上風力発電システム研究を進めています。

(1)風車-浮体-係留系連成応答評価法の開発
浮体式風車は、風車-浮体-係留系で構成され、複雑な連成挙動を示します。浮体式風車の安全性、経済性の評価においては、風車や浮体、係留系の変形を伴う連成挙動把握が重要です。本研究では、風車、浮体、係留系3つのパートを弱連成させた時間領域解析法を開発し、新たに開発を進めている新形式浮体式風車の挙動解析を行っています。

(2)安全性に関する検討
浮体式風車の運用時に懸念される事故リスクとしては、荒天や船舶の衝突による浮体式風車自身の損傷に加え、何らかの理由により係留索が破断して浮体式風車が漂流し、周りの風車や周辺施設へ衝突して発生する二次的被害が考えられます。これらの事故事象について、事故シナリオを作成し、その発生確率や損失を評価する、事故リスク評価法の開発を行い、浮体式風車安全性向上の検討を行っています。

(3)経済性の向上に関する研究
浮体式風車の設置や大規模な補修工事は、日時を要する洋上工事が必要で、ライフサイクルのコスト上昇の大きな要因となります。特に係留系の交換は、大掛かりな工事が必要となるため、経済性の観点から重要な課題です。そこで、稼働期間中に交換を必要としない安全性と経済性に優れた係留方式の開発と実際に設置された状態での挙動解析、モニタリング法の研究を行っています。

図1 バージ型浮体式洋上風車のイメージ図
図1 バージ型浮体式洋上風車のイメージ図
図2 浮体式洋上ウィンドファームにおける船舶漂流イメージ図
図2 浮体式洋上ウィンドファームにおける船舶漂流イメージ図


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