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オンサイト電源によるドップラーライダー風況観測

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風車の大型化と風況観測

風車の大型化に伴い従来の風況観測タワーではハブ高さ近傍の風速が測定できない。

※風況観測タワーは航空法のため、高さ60m未満にする必要があります。
60m以上の計測の場合、航空障害灯の設置が必要となります。

 

リモートセンシングの必要性

ウィンドファーム認証では風車ハブ高さの2/3以上の風況観測が要求されています。

地形クラス 最小観測高さ 観測マストの代表半径
平坦地形 ハブ高さの2/3 10km
複雑地形 ハブ高さの2/3 2km

出展:ウィンドファーム認証に関わる技術資料(一般社団法人日本海事協会)

 

また、サイト風条件の評価MEASNET(第2版 2016年4月)においては
「風速計による計測結果をもとにしてそれ以上の高さの値を推定するために、追加のリモートセンシング機器を利用することができる」と記載されています
リモートセンシング機器「ドップラーライダー」が対応できます

 

燃料電池+太陽光発電+蓄電池
電源システムによるLiDAR観測

 

 

ガス発電機+太陽光発電+蓄電池
電源システムによるLiDAR観測

 

 

産総研/福島における環境試験

 

ライダー観測業務

現地調査
・樹木等の障害物の確認
・観測タワーとの干渉を確認
位置決め
・照射範囲の樹木伐採
(山林の場合、伐採届)
・設置場所水平確保
ステージ製作
・通常1m程度の架台の設置
・降雪地帯は3~6mも検討
独立電源手配
・商用電力が利用できない場合、オンサイト電源を準備します
試運転
データ管理
報告書作成
撤去

 

ドップラー・ライダーと観測設備

厳しい環境に耐えるシステムの構築

ハイブリッド電源

 

制御・通信システム

 

独立型ハイブリッド電源の強み

ハイブリッド電源

◆太陽光発電+LPGガスエンジン
◆気象条件やライダーやマストのヒーター付きセンサーなどの条件によりカスタマイズして運用
◆冬季燃料無補給に対応

 

燃料電池

◆ドップラー・ライダーの消費電力に適した出力サイズ(50~150W)
◆適切な運用を行えば高い信頼性
◆燃料がメタノールとなり、一定期間ごとの燃料補給が必要となる

※ウィンドコネクト株式会社保有機
※上記燃料電池は積雪地帯ですが、冬季に除雪されているため、燃料電池を用いたものです

 

観測タワーとの高い相関

WINDCUBEの場合

LOW uncertainty verified against IEC met mast at DNV GL test site

DNV GLのテストサイトにおいて高い相関性を実証

日本国内サイト(緩やかな山岳地形)でも相関係数 0.99以上を確認しています但し、気象、観測位置、植生、複雑地形要素などで、0.99以下となる場合もあります。

 

鉛直方向と風速のデータ取得率(例)

◆マスト観測高さ(60m近傍)において、ライダーデータ取得率 90%以上が目安とされます
※マストのデータ取得率はウィンドファーム認証においては、補完後95%以上が必要です
◆気象、地形などの条件により取得率は異なります
◆雪や霧などで取得率が下がる場合があります
◆上空ほど取得率が下がります

 

多種多様な設置

 

豪雪地帯への対応実績

豪雪地帯 4箇所での観測実績(1年観測完了×1 観測中×3)

◆エリア:北海道
◆観測状態:観測中
◆マスト:併設
◆想定最大積雪量:5m
◆架台設置高さ:6m
◆最低気温:マイナス18.1℃
◆最大風速(H=100m):25.1m/s
◆独立型電源:ハイブリッド(ソーラー+ガスエンジン)

 

◆エリア:北海道
◆観測状態:観測完了(1年間)
◆マスト:既設の隣地に設置
◆想定最大積雪量:1.5m
◆架台設置高さ:2m
◆最低気温:マイナス17.7℃
◆最大風速(H=100m):24.4m/s
◆独立型電源:ハイブリッド(ソーラー+ガスエンジン)

 

豪雪地帯への対策

WINDCUBE標準ヒーターでは不十分。ライダーのレーザー照射レンズの積雪を除去する融雪ヒーターを追加(商用電力ではない場合は、消費電力考慮も必要)

ライダー保温、強風及び着雪保護対策

 

ライダーデータ管理実績

データ提供サービス

エリア 機種 基数 備考
北海道 三菱電機DIABREZZA_W 1 ウィンドファーム認証(計測完了)
北海道 WINDCUBE V2.1 1 計測中
青森県 三菱電機DIABREZZA_W 1 短期間計測(計測完了)
青森県 WINDCUBE V2.1 1 短期間計測(計測完了)
青森県 WINDCUBE V2.1 2 計測中
福島県 WINDCUBE V2及びV2.1 1 ウィンドファーム認証(計測完了)
福島県 WINDCUBE V2.1 1 風車予定地での短期計測(計測完了)
福井県 三菱電機DIABREZZA_W 2 計測中
鹿児島県 WINDCUBE V2.1 1 計測中
宮城県 WINDCUBE V2.1 3 計測中

お客様のライダーのデータ管理

エリア 機種 基数 備考
岩手県 WINDCUBE V2.1 3 ウィンドファーム認証
青森県 ZePHIR300 1 短期間計測
千葉県 三菱電機DIABREZZA_W 1 短期間計測(複数箇所)
高知県 Molas B300 1 計測中

 

マストとライダーのデータ一体管理

◆今後の風況観測では、ライダーとマストの同時計測を求められます
◆ライダーとマストの相関性やスロープ、取得率なども重要となります
◆マストとライダーを一体管理する事で、より信頼性、正確性の高い風況観測が期待できます

 

資料請求・お問合せは TEL 029-253-0123 茨城県水戸市河和田町145-3

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