SERVICE

設計

複雑地形により発生した乱流は風車に悪影響を及ばす可能性があるため、山岳地域で風力発電所を計画する際には、風速計・風車の位置、および機種の選定は極めて重要です。九州大学と緊密に提携して、複雑地形での研究成果およびコンサルタント業務による経験からアドバイスします。

デューディリジェンス

新規案件参入、また既存案件の買収に対し、長年の実務経験を基に、事業者・金融機関(銀行・リース会社)・保険会社のため、発電量だけではなく、サイトの風況・乱流リスクを定量的に評価します。また、風車の重要部分(ブレード・増速機)健全状態の審査・査定サービスを行います [1ヶ月前に事前予約が必要]。

ソフト

複雑地形の風況を把握するために、風況調査による観測データを深く分析することが必要です。独自開發したオンライン解析ツールAZUMAを使用することにより、速やかに詳細な解析が可能になります。九州大学が開発した非定常風況シミュレーションソフトRIAM-COMPACTの国内外販売及びトレーニングを行います。

洋上風力関連

海上気象シミュレーションに対し長い経験・実績を持つ神戸大学海洋・気象研究室グループとの共同研究の成果に基づき、洋上風速の予測を含め、一連の洋上風況関連サービスを提供いたします。

小型・中型風力関連

適地・用地を探す、風が強い地域を特定できます。全国の風況調査データ・気象データ・長年の実務経験を基に、NEDO局所風況マップより精度の高い年平均風速を予測します。風況を把握した上で現地の状況に合わせて最適な風車位置を提案します。また、風況に合う適切な風車機種の選定を行ない、複数候補風車に対して発電量及び売電収入を試算します。

設計

■CFDによる観測マスト位置の検討

複雑地形の場合には、風速計・マストの位置は乱流の強いエリアを避け、発電量予測の精度をアップするために代表的な位置を選定することは重要です。計画中のサイト風況を予測・把握するために、乱流シミュレーションを行います。

■CFDによる風車位置の検討・乱流評価・レイアウト最適化

設計を超える乱流を受ける風車は安定運転に悪影響を及ぼし、稼動率の低下に繋がります。また、風車の基幹部品(ベアリング・増速機・ヨーギアー)の疲労が加速し、部品寿命短縮に繋がります。CFDを行う上で安心・安定的運転が可能となる風車位置を提案します。

■風況に応じた風車機種選定

風速が高く乱流レベルの高いサイトに対し、風車機種の選定は稼動率に大きく影響する可能性があります。観測データを詳細に分析し、乱流シミュレーションの結果を正しく解釈することによって、風況に適した風車機種の提案を行います。

■発電量の予測

複雑地形サイトでの高精度な発電量予測は非常にチャレンジングです。そのため、非定常解析を行うことが不可欠であり、解析結果を正しく解釈し、多数の実務経験を基に誤差を判断します。必要に応じて、大気状態を把握するため、気象シミュレーションを行います。

デューディリジェンス

■新規案件の参入(事業者向き)

乱流解析・シミュレーションにより、計画中の風車位置に対して、乱流リスクを評価し、必要に応じて風車位置を再配置して、レイアウトの最適化を行います。それを基に代表的な観測マスト位置を提案します。

■既存案件の買収・M&A(事業者・保険・金融機関向き)

発電量予測に加え、O&M費用・体制の妥当性等を精査します。また、乱流リスクの定量化および機械状態の把握と寿命予測のために下記事項を行います:
◇ 乱流解析(非定常乱流シミュレーション)
◇ 風車運転SCADAデータ・アラームデータの詳細分析
◇ 風車のフル検査
◇ 風車増速器の内視鏡検査

ソフト

AZUMA(実績あり)

弊社が独自開発した風況観測データ解析オンラインサービスを提供できます。サイト風況特性を把握するため、データを高速に処理・分析を行い、重要な項目に絞って、結果をわかりやすく視覚化します。
解析項目は下記の通りです:

① MSMデータと時系列で比較し異常値を検出
② 36風向セクター毎の乱流強度・べき指数
③ ハブ高さの風速予測
④ 昼間・夜の風速変動と大気との関係
⑤ 風速計劣化データ検出 など

また、国土地理院5m・10mメッシュ標高データからRIAM-COMPACTの 地形データ変換ツールも併せてご提供します。

デモサイトを現在準備しています。準備でき次第公開します。

RIAM COMPACT(実績あり)

九州大学が開発した非線形・非定常流体解析ソフトです。国内・また唯一の海外販売代理店でもあります。計算結果から時系列で数値情報を3次元で分析し、乱流リスクを評価する方法を独自開発しています。また、RIAM-COMPACTを使いこなすためのトレーニングも行います(実績:風車メーカー東芝、日立製作所)。

洋上風力

①WRF によるハブ高度風速マップの作成

米国大気研究センターを中心として開発され、世界中で実績豊富な汎用メソ気象モデルWRF を用いて3 次元の数値シミュレーションを行い、検討海域における風車ハブ高度の風況マップを作成します。入力には気象庁メソモデル(MSM、LFM)出力値、海面温度には独自の高解像度データセットを用いることにより、大気安定度を考慮した高精度なマップを提供します(ハブ高さ風速は5%以内の精度)。長期間に渡る全球モデルの再解析値を併用することで、年々変動を補正した平年値(20 年平均)を提供します。 (神戸大学に委託)

②WRF による対象サイトでの風況数値計算

国内外での様々な研究実績を積み重ねた結果として得られた最新のWRF 計算条件により、年平均風速±5%程度、平方根平均二乗誤差(RMSE)35%程度の精度で対象サイトの風況を推定します。現場海域でのブイ等による海上風速の実測値とWRF から計算される鉛直プロファイルと併用することにより、風車ハブ高度(80m)の風速推定精度は、年平均風速誤差で±1%、RMSE で10%程度の精度にまで飛躍的に向上します。風況観測マストや浮体式ライダーによる風況精査の前段階の風況情報として利用頂けます。 (神戸大学に委託)

③大気安定度に考慮したウェイクモデルによる風車配置を最適化

ドイツの国立応用風力研究所Fraunhofer IWESと技術提携して、実績WRFの計算結果や実測に基づいて、大気安定度を考慮したのウェイクモデルでウェイクサイズを計算して、ウェイクサイズの変動から風車配置を検討、電気・土地費用を考慮して、効率良く発電量を最大限ため風車配置を最適化を行う。(Fraunhofer IWESに委託)

④発電量を計算

洋上風車100m 以上のロター直径内の風速分布は均等ではないため、ハブ高さ風速のみで発電量を計算することは誤差が大きい可能性がある。WRF の計算結果や実測から得たの風況情報を基に、鉛直ウインドシアの変動を考慮した高精度な発電量計算を行ないます。

⑤洋上風況精査プランを策定

陸上と違い洋上では対象海域の風況を計測するだけで高いコストがかかってきます。このコストを削減するために、対象海域の状況に応じた数値シミュレーションや洋上風況観測の手法及びスケジュールのプランを提案致します。