Research Results 研究成果
日本の技术による、日本の环境に调和した、日本版洋上风力発电(沿岸/冲合/着床/浮体)を早期に実现するためには、大学と复数の公司が产学连携スキームで一丸となり、スピード感をもって研究开発に取り组むがことが重要であることから、九州大学応用力学研究所の内田孝纪准教授の発案の下、九州大学は东芝エネルギーシステムズ株式会社、日立造船株式会社、东京ガス株式会社、ジャパン?リニューアブル?エナジー株式会社と共同研究契约を缔结しました(※1)。特に、大规模洋上ウィンドファームのバンカビリティ(融资适格性)评価や低コスト化に直结する「风车ウエイク研究(※2)」を最重要検讨课题と位置づけ、これをさらに加速していきます。具体的には、风车模型を用いた室内风洞実験、スーパーコンピュータによる大规模数値シミュレーション、ライダー等のリモートセンシング技术やドローン(鲍础痴)による商用大型风车を対象とした野外计测を総合的に実施していきます。野外计测は、日立造船株式会社とジャパン?リニューアブル?エナジー株式会社が运営する风力発电所を活用して行う计画です。野外计测と同时に、风洞実験、数値风况シミュレーション、野外计测から得られたビッグデータに础滨等のデータサイエンスのアプローチも适用していきます。
本共同研究のコア技術は、内田准教授が開発している「数値風況予測モデル?リアムコンパクト (※3)」です。最大の特長は、風向変化や大気安定度などを考慮しつつ、風車ブレードの回転に起因した風速減衰効果(風車ウエイク)とその非線形?相互干渉を時間の変化とともに忠実に再現可能であることです。さらに、2018年4月から継続している東芝エネルギーシステムズ株式会社と日立造船株式会社との共同研究では、風力発電事業者が利用しやすい「CFDポーラスディスク?ウエイクモデル(※4)」の開発に成功し、秋田県雄物川風力発電所の風車ウエイクの実測データとの比較を通じて、本ウエイクモデルの有効性が実証されました。一連の研究成果は、2021年4月9日(金)に国際学術雑誌「energies」に掲載されました。
颁贵顿ポーラスディスク?ウエイクモデルが実装されたリアムコンパクトは、2021年度中のリリースを目指し、「洋上版リアムコンパクト?ソフトウエア」として现在準备が进められています。本共同研究の最终目的は、洋上版リアムコンパクト?ソフトウエアに基づき、シミュレーション技术に基づいた日本版バーチャル洋上ウィンドファーム(海风?陆风を含む洋上风况精査、ウィンドファームの経済性评価、风车の寿命?耐久性评価、ウエイクマネジメント等)の构筑と导入に関する标準化手法(ガイドライン)を确立することです。
(参考図) 大規模洋上ウィンドファームを例とした従来技術と、我々の独自技術であるCFDポーラスディスク?ウエイクモデルとの比較