P.3 風資源と気象海象評価

サプライヤー

アジア市場向け英国サプライヤー:

浮体式 LiDAR: IDS Monitoring、RPS、ZX Lidars。
LiDAR 装置: ZX Lidars
気象海象調査活動とブイ: Sonardyne、Partrac。
参照データの提供: 英国気象庁
資源調査活動の管理と設計: DNV、Natural Power、Oldbaum、ZX Measurement、RPS、Arup、BMT、HR Wallingford、Mott MacDonald、Venterra、Wood、Wood Thilsted、Xodus、Briggs Marine

日本のサプライヤー:

資源調査活動の管理と設計: DNV, イー・アンド・イー ソリューションズ、日本気象株式会社、日本気象協会、OWC, 東芝エネルギーシステムズ株式会社
参照データの提供: 日本気象株式会社、日本気象協会 (JWA)

韓国のサプライヤー:

DNV Korea, OWC, Fugro UST21, TUV SUD Korea.

基本情報

風況やその他の関連する気象データを収集するために、プロジェクトの場所に測定システムを設置します。気象センサーは、風速 (複数高度での計測または 1 つのセンサーによる高度範囲計測) 、風向、気温、気圧、湿度、太陽光放射、視程を測定します。異なる高度での風速測定は、現場の風速プロファイルに関する重要な情報を提供し、タービンと浮体式基礎構造物の設計に関する決定に役立ちます。風速データは、少なくとも風力タービンの提案ハブ高さ (15 MW タービンの場合は海抜 130 m 以上) まで必要です。浮体式洋上風力発電所サイト内および周囲に気象海象ブイを設置し、気象海象データを収集します。気象海象センサーには、波浪計、潮位計、海流計 (音響ドップラー流向流速計: ADCP など) があり、これらは海底に設置されることもあります。これらは、速度、方向、周期を含む完全な波浪データスペクトルを記録します。複数のセンサーを使用して、空間的なカバレッジと冗長性を確保します。この情報は、基礎構造物の設計タイプ、タービン定格、船舶タイプ、運用・保守管理 (O&M) 戦略を含むシステム全体のダイナミクスを確立する上で非常に重要です。

着床式洋上風力発電所と比較すると、浮体式洋上風力発電所では同様の風況データの評価が必要ですが、システム全体のダイナミクスをモデル化するために、より多くの気象海象データが必要です。

サイトの気候特性を把握するには、通常 15 年以上の長期的な参照データセットが必要です。データは通常、風況資源と気象海象条件の季節変動を反映するために、少なくとも 1 年分収集されます。

これらの組み合わされたデータセットは、浮体式洋上風力発電所のシステム設計プロセス、タービンの選択プロセス、および浮体式洋上風力発電所の年間発電量 (AEP) の予測に使用されます。気象海象データは、サイトの船舶選定や運用戦略策定にも活用され、建設・運用段階では船舶運航者や海洋計画担当者に提供されます。

長期的な現場条件を決定する上で、風況資源と気象海象の分野の間には、重要な相互作用が存在します。この相互作用から得られる成果物が、提案サイトにおける極値風速・波浪気象データです。

着床式の洋上風力発電所では、従来、海底構造物を必要とする海底に固定されたハブ高さの風速計測マストが使用されていましたが、浮体式 LiDAR の使用が主流になりつつあります。浮体式洋上風力発電所では、着床式の気象観測マストの代わりに浮体式 LiDAR を使用する傾向にあります。

LiDAR は、レーザーを使用して海抜 300 m までの風速と風向を測定するリモートセンシング風速測定装置の一種です。浮体式 LiDAR は、LiDAR が搭載された係留ブイです。このブイにより、需要に応じて LiDAR を展開し、場所を変更することができます。

主要測定機器として LiDAR を使用する場合、乱流や水平風速勾配などの現場の状況を把握するために補足的なモデリングが使用されることがあります。

風況および気象海象測定システムでは、センサー、データストレージ、テレメトリを機能させるための電源が必要です。低電力システムの場合、多くの場合、太陽光発電パネル、小型風力タービン、およびバッテリーストレージを電源に使用します。より大規模なシステムでは、ディーゼル発電機または水素燃料電池を使用します。

現在の最先端技術を使用した調査活動では、海洋学と風況資源の両方の分野にわたる測定とモデリングの技術を統合しています。調査範囲は、乱流・大気安定度条件・近隣浮体式洋上風力発電所の風況への影響など、さらに広範な課題に拡張可能です。

風資源および気象海象測定システムには、検査、清掃、燃料補給 (ディーゼル発電機や水素燃料電池などが使用されている場合) などのメンテナンスが必要です。メンテナンス訪問は通常、年に 2 ～ 4 回行われます。システムは、電源、データ、通信システムを搭載しており、自律的に動作するように設計されています。

センサーは対象場所の気象・海象条件に関するデータを提供します。データロガーは、データの保存、処理、およびリモート通信機能を提供します。

内容

• 風速計
• ブイ
• データロガー
• LiDAR システム
• メンテナンス
• 気象センサー
• 気象海象センサー
• 波浪計測センサー