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風力発電妨げる風の乱れ ドローンで測定
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(出典) 朝日新聞朝刊/2023年12月05日
風を受けて勢いよく回る大型風車の風下では、空気が羽根でかき混ぜられたようになり、
風が乱れたり弱まったりする。 この現象をドローンで精密に測定する世界でも珍しい実験が
北九州市若松区の響灘地区でおこなわれた。 風の乱れの予測精度を高めて、脱炭素の切り
札とされる洋上風力発電の発電量アップにつなげるのが狙いだ。
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| 風の乱れを実測するドローンヲ飛ばす作業員=9月、北九州市若松区 |
大型風車で珍しい実験
この現象は「ウェイク」と呼ばれ、風下の風車の発電量を減らすことが
知られている。 限られた海域に大型風車を多数並べる洋上風力発電
では、ウェイクの影響をできるだけ受けないように風車を配置することが
重要だが、現象が複雑すぎて正確な予測が難しいことが課題になって
いる。
精度向上のカギを握るのは実際の風車での測定データだ。
九州大の内田孝紀教授(風工学)らは、風を受けても指定位置にとどまる
ドローンのホバリング機能に着目。 機体の傾きや羽根の回転数のデータ
からドローンが受けた風を「逆算」する手法を独自に開発した。
風センサーを搭載することなく、狙った位置の風を測れる。 内田さんに
よると日本で初めて、世界でもおそらく例がない手法だという。
実験は9月28日、響灘地区に立つ羽根の直径112メートルの大型風車
(出力3300キロワット)を使って行われた。 約110メートル風下に離れた
位置に、5機のドローンを羽根の上の端の高さから下の端の高さまで縦
一列に等間隔で配置し、約10分間ホバリングさせた。
大規模な洋上風力発電所は１カ所の出力が数十万キロワット規模。
設備利用率が1ポイント違うだけで年間の売電収入は数億円変わる。
九大と共同研究する風力発電大手ジャパン・リニューアブル・エナジー(東京)で風況解析を
担当する長谷川聖矢さんは「今は予測通りに風車が発電しないこともある。 予測精度向上
のために実測データは非常に貴重」と実験に期待を寄せる。
陸上での風況予測技術を20年近く研究してきた内田さんは「ウェイクをきちんと評価できれ
ば、洋上の発電量も精度よく予測できるようになる。 発電コストの低下にも役立つ」と話す。
今後も季節や測定位置を変えて実測を繰り返し、データを蓄積する考えだ。
(安田朋奇起)
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