洋上風力エネルギー分野の研究

1. 洋上風力発電
 2. 海洋エネルギー利用施設の浮体式支持基盤の波浪中弾性応答解析法の開発

1. 洋上風力発電

風力発電はポテンシャルが大きく、特に洋上は風が強く乱れが少ない、設置可能場所が広大等の利点がある。欧州では大規模な洋上ウィンドファームが稼動しているが、全て海底に基礎を置く着床式である。着床式は、水深50mまでが限界なため、さらなる展開に向けて様々な浮体式が研究されている。これらの内、スパー型は実用化に最も近いもののひとつである。海洋エネルギー研究所では、低コスト化を図れる簡易な構造で波浪中動揺の少ない新しいスパー型の研究を行っている。


従来型スパー（Hywind）*1	トラス・スパー（Technip）*2

出典

*1　Statoil社Webサイト　　　　
*2 Technip社Webサイト

従来の風力発電用スパーは単純な円筒構造である。一方、石油・ガス開発の分野ではトラス・スパーが既に実用化しており、ヒーブ・プレートと呼ばれる水平板で上下の動揺を抑えている。しかし、風力発電では傾斜を抑えることが重要なため、鉛直方向に減揺プレートを入れる構造を考案し、水槽実験によって運動を比較した。


水槽実験模型	交換部（左からB型、C型、A型）

規則波中実験によって周波数応答関数（RAO）を比較した結果、ナセル部（タワー頂部）の水平加速度が、従来型に比べほぼ全周波数で減少する等、C型の動揺低減が確認された。この構造は高い水圧が作用する部分を非水密の平板構造としており、コスト面でも利点があると考えられる。減揺プレートの最適化により、さらに改良を行う予定である。


	ナセル水平加速度の周波数応答関数