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応用力学研究所発の数値風況予測技術で風車ウエイク研究をさらに加速

 
ジャパン・リニューアブル・エナジー(株)、東京ガス(株)とJSTのA-STEPの産学共同(本格型)に採択

公開日:2021.09.30

 

お知らせ

九州大学応用力学研究所の内田孝紀准教授は、ジャパン・リニューアブル・エナジー株式会社と東京ガス株式会社とともに、国立研究開発法人科学技術振興機構(JST)のA-STEP産学共同(本格型)に採択されました。2021年10月1日より、「洋上風力発電の採算性と耐久性の最適設計に資する日本型ウエイクモデルの開発と大型商用風車を活用した精度検証」というプロジェクト名で研究開発が開始されます。本プロジェクトでは、響灘ウインドエナジーリサーチパーク合同会社が所有する福岡県北九州市響灘地区の風力発電設備を活用して行う計画です。 

 本プロジェクトのコア技術は、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」と、「CFDポーラスディスク・ウエイクモデル」です。これらはすべて純国産技術であり、前者の「数値風況予測モデル・リアムコンパクト」は、陸上での風力発電に対して既に多くの実績を有しています。後者の「CFDポーラスディスク・ウエイクモデル)」は、洋上風力発電の普及に不可欠である複数の風車ウエイクの相互干渉現象を、風力発電事業者の立場から正確に予測可能であり、関連する研究成果は国際学術雑誌「energies」に掲載され、カバーデザインにも選定されました(2021年4月)。 

日本の技術による、日本の環境に調和した、日本版洋上風力発電(沿岸/沖合/着床/浮体)を早期に実現するためには、大学と複数の企業が産学連携スキームで一丸となり、スピード感をもって研究開発に取り組むがことが重要です。風車ウエイク現象の謎を解明し、本研究のコア技術である二つの数値モデルの予測精度を検証するため、スーパーコンピュータによる大規模数値シミュレーション、大型風洞設備を用いた風車模型実験、ライダー等のリモートセンシング技術を用いた野外計測、風車操業データの分析を通じて、実風速5~10m/s相当の風況(風速欠損量)のデータベースを整備することを本プロジェクト達成目標としています。さらに、上記を足がかりとし、以下2項目の実現を検討します。

  •  物理モデルに基づいて構築されたウエイクモデルを用いて予測した風車年間発電量が,実測データに対して相対誤差率10%以内の精度 (流体力学的アプローチ)
  • AIモデルに基づいて構築されたウエイクモデルを用いて予測した風車年間発電量が,実測データに対して相対誤差率10%以内の精度 (コンピュータサイエンス的アプローチ)

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研究概要など