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再生可能エネルギー

陆上风力

多数の実绩に基づき、効果的な设计?施工を行います

風のエネルギーを利用する风力発电は、他の再生可能エネルギーと比べて高い設備利用率での電源供給が可能な発電方法として有望視されています。また今後は、陸上だけにとどまらず、洋上への大規模導入も期待されています。

风力発电所の建設には、風況が良好な適地選定から始まり、効率的な風車配置や発電量予測、环境影響調査などの事前検討の段階から、建設地点の条件に応じた設計や施工を経て、運転開始に至るまでに様々な諸検討が必要となります。

小欧视频では、30年を超える実绩を踏まえて、すべての段阶において最适なサービスを提供致します。

串木野れいめい风力発电所

串木野れいめい风力発电所

キーワード

风力発电、風車、再生可能エネルギー、陆上风力、洋上风力、温室効果ガス
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适地选定(风况调査)?风况シミュレーション

风力発电所の建設を計画する際、まず风力発电所設置に適した土地を選定することが重要な要素の一つです。

风力発电に適した土地の条件には風車輸送のしやすさ、民家との距離が離れているなど様々なものがありますが、中でも最も重要な条件は平均風速が大きいことです。风力発电の発電量は風速の3乗に比例して大きくなるので、わずかな風速の差でも大きな発電量の差となります。そのため、事前に正確な風況(特定の場所における平均風速、瞬間最大風速、風向等、風の状態や性質のこと)を把握することは、风力発电所建設計画において最も重要です。小欧视频は現地での風況調査や専用シミュレーションソフトを用いた発電量予測など、事業計画の初期段階からお客様のニーズにお応えします。

风况観测と风况予测(発电量予测)

风况観测

风力発电の導入検討を行う段階で、実際に現地に高さ30~60mの风况観测塔を設置し、風速や風向等の測定を最低でも1年間以上行います。ここでは高い観測精度が求められるため、最近では高さ50m以上の観測塔を設置するのが主流です。小欧视频は、风况観测塔の設置に必要な許認可取得から設置工事、設置後のデータ記録?解析まで、一連の風況調査に対応します。

风况予测(発电量予测)

风力発电での事業計画を立てるにあたっては、今後どのくらいの発電量が見込めるか予測をする必要があります。风况観测で実際に測定した風況を用いて発電量予測を行いますが、事業予定地は山岳部などの急峻で複雑な地形や、沿岸部などの平坦な地形など様々なものがあり、単純に計算をすることはできません。それぞれの地形に最適な風況予測技術を用いることによって、より正確な事業計画の立案が可能となります。

図版:风况観测塔

风况観测塔

使用するシミュレーションプログラム

风况解析や発电量予测の検讨に用いるシミュレーションプログラムには以下のようなものがあります。

各种検讨に用いるシミュレーションプログラム

図版:各种検讨に用いるシミュレーションプログラム

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WAsP

WAsPは、风况観测値、地形条件、地表粗度および風車発電特性などの入力条件に基づき、任意の地点における風況や風力エネルギー賦存量、発電量を予測するシミュレーションプログラムで、风力発电用のプログラムとしては、世界的に最も普及しているものです。

図版:実行画面例(奥础蝉笔)

実行画面例(奥础蝉笔)

MASCOT

惭础厂颁翱罢は、奥础蝉笔同様の机能を持つプログラムです。日本特有の条件(山岳地形による影响が大きい场合など)においても、高い精度で风况や発电量の予测が可能です。

図版:実行画面例(惭础厂颁翱罢)

実行画面例(惭础厂颁翱罢)

WindFarmer

WindFarmerは、风力発电所の総合的な設計プログラムであり、発電量予測以外にも、風車の最適配置やシャドウフリッカー解析、騒音解析、景観评価、送変电设备设计などが可能で、世界的に広く利用されている信頼性の高いプログラムです。

※风车稼働时に回転するブレード(羽)が太阳光を遮ることによって生じる影のちらつき

図版:実行画面例(奥颈苍诲贵补谤尘别谤)

実行画面例(奥颈苍诲贵补谤尘别谤)

図版:シャドウフリッカー例

シャドウフリッカー例

図版:景観シミュレーション例

景観シミュレーション例

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ウインドファーム计画

风力発电所を計画する際には、発電に適した風況の良い場所であることの他に、自然条件?地形条件?輸送条件?法的な制约など、様々な条件を考慮する必要があります。

その中でも、风力発电所建設において考慮しなければいけない特徴的な条件が、輸送条件です。

风车はいくつかの部品に分けられた状态で工场から建设サイト最寄りの港まで海上输送されますが、港から建设サイトまでは输送用の车を使って牵引し、陆上输送します。

タワーやブレードは高さも長さもある上にとても重いため、一般道を使って輸送する際には道路標識や歩道橋にぶつからないようにしたり、古い橋などを通らないようにしたりする必要があります。このように、事前の輸送道路調査?選定は风力発电所建設においてとても重要です。小欧视频では過去の多くの経験から、风力発电所建設の可否判断、適切な輸送ルート選定を行います。

図版:ブレードの陆路输送

ブレードの陆路输送

図版:ブレードの陆路输送

ブレードの陆路输送

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地形条件

风车は风の吹く场所に计画されるため、例えば山の尾根沿いに计画されることが多くあります。そのため山岳地域では、风车组立に必要な敷地や一般道路から风车计画地までの作业用道路を造成工事により确保する必要があります。

図版:山岳地域での风力発电所建設例(広川明神山风力発电所)

山岳地域での风力発电所建設例(広川明神山风力発电所)

自然条件

风力発电所の建設には、発電規模に応じ环境アセスメントの手続きが必要となります。自然环境に影響の少ない計画の立案が求められます。

法的な制约

风车を设置するためには敷地や输送道路の造成による土地の改変が必要になります。それに伴い、自然公园法、森林法、农地法等様々な法律に従った计画を行う必要があります。

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支持物(基础)の许认可申请

风车を计画するためには、计画位置における风の力と地震の力を计算し、これらを考虑した上で地盘条件に合った基础を建设する必要があります。

以前は风力発电機の部分が経済産業省、タワー?基礎部分が国土交通省の管轄で审査を行っていましたが、 2014年4月からはタワー?基礎の审査も経済産業省の管轄内となり、構造強度?電気設備に係る基準等についての审査手続きが簡略化されました。

小欧视频では简略化される以前から20件以上の案件に対応しており、地质调査の段阶から审査完了まで総合的に対応していくことが可能です。

设计手法

地域、地形に応じた風荷重と地域条件、地盤条件に応じた地震荷重を算出し安全性?経済性を満たすタワー?基礎の設計を行います。设计手法は、土木学会から出版されている【风力発电設備支持物構造設計指針?同解説】に従い行います。

审査

直接基礎や杭基礎のように標準的な風車については各地方にある産業保安監督部(産業保安監督所)にて审査されます。液状化が疑われる地盤や地盤改良が必要な基礎については経済産業省にて审査方法が判断され、有識者による审査が行われる場合もあります。

図版:地震动応答解析の検讨例①(入力地震动の加速度応答スペクトル)

地震动応答解析の検讨例①(入力地震动の加速度応答スペクトル)

図版:地震动応答解析の検讨例②(振动解析モデル)

地震动応答解析の検讨例②
(振动解析モデル)

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コンクリートタワーの设计技术

风力発电所建設の際には、(海上輸送された)風車部材を最寄りの港から建設サイトまで陸上輸送しますが、近年の急速な風車の大型化にともなって輸送する部材も大きくなっており、特に風車タワーは山間部での道路拡幅やトンネル等の高さ制限が大きな課題となっています。

本技术を用いて、建设サイトでコンクリート製の风车タワーを构筑することで、陆上输送の课题をクリアすることができます。またコンクリート製タワーは耐久性や耐腐食性にも优れ、设计の自由度も高いために、タワー高さを高くすることで、発电量の増加も见込めます。

さらに、近い将来既存风车の建て替え需要が见込まれますが、コンクリートと钢製を合わせたハイブリッドタワーの技术を用いれば、既存风车基础の撤去が不要となる基础増打ち工法も実现可能です。

小欧视频は新潟県旧名立町にある日本で唯一のコンクリートタワー风车において、设计?监理を行った実绩があります。

図版:うみてらす名立风力発电所

うみてらす名立风力発电所

特长

  • 输送路の地形改変を最小限に抑えることができる。
  • 耐久性、刚性、输送性、耐腐食性などに优れている。
  • ハブ高さを自由に设定できる。
  • 风车の大型化への対応が可能
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风力発电所の施工フロー

风力発电所を建設する際の、施工フローをご紹介します。

①アクセス道路?敷地造成

②风车基础工

③风车部材海上输送?水切り

④风车部材陆上输送

⑤クレーン组立?タワー据付

⑥ナセル据付

⑦ローター据付※

⑧试运転调整?使用前自主検査

図版:风车の构成

风车の构成

※ハブをナセルに取り付けた后に、ブレード(翼)を1枚ずつ设置する「一本付け」と呼ばれる方法もあります。

①アクセス道路?敷地造成

风车建设サイトは山岳地にある场合も多いので、まず周辺を造成し、风车を运搬する台车やクレーンでアクセスするための道路を作ります。

また风车位置で、クレーンを配置し、风车を组み立てるための组立用地を确保します。

図版:アクセス道路の造成

アクセス道路の造成

図版:アクセス道路の造成

アクセス道路の造成

図版:风车组立用地の确保

风车组立用地の确保

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②风车基础工

风车を支持する基础を构筑します。

基础には、コンクリート基础の荷重で风车を支持する直接基础と、地中の支持层まで杭を打つ杭基础の大きく分けて2种类があります。

タワーとの接合部であるアンカーボルトやアンカーリングと一绪に、基础を构筑します。

図版:基础杭打设

基础杭打设

図版:基础杭打设完了時

基础杭打设完了時

図版:タワーとの接合部

タワーとの接合部

③风车部材海上输送?水切り

风车部材については、国内外の工场で作られたものを海上输送します。そして建设サイト付近の港で、クレーンを使って船から降ろします。この作业を水切りと言います。

図版:ブレードの海上输送

ブレードの海上输送

図版:タワーの水切り

タワーの水切り

図版:水切り后、港で仮置き

水切り后、港で仮置き

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④风车部材陆上输送

水切りした风车部材を建设サイトまで陆上输送します。

図版:発电机の陆上输送

発电机の陆上输送

図版:タワーの陆上输送

タワーの陆上输送

図版:ブレードの陆上输送(夜间)

ブレードの陆上输送(夜间)

⑤クレーン组立?タワー据付

基础近傍に配置した大型クレーンを使って、タワーを据付けていきます。

図版:クレーンの设置

クレーンの设置

図版:基础上へのタワーの吊込み

基础上へのタワーの吊込み

図版:タワーの建起し

タワーの建起し

図版:全タワー部材の据付完了

全タワー部材の据付完了

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⑥ナセル据付

発电机などが収められたナセルをタワー上部に设置します。

図版:分割ナセル

分割ナセル

図版:分割ナセル

分割ナセル

⑦ローター据付

地上でハブとブレードを组み合わせてローターを组み立てます。(ローター地组)

地组みしたローターをナセルに取り付ければ、风车の据付完了です。

図版:ローターヘッドへブレードの取付

ローターヘッドへブレードの取付

図版:组み立てたローターの上架(3枚同时上架)

组み立てたローターの上架
(3枚同时上架)

図版:ローターヘッドへブレードの取付

ローターヘッドへブレードの取付

図版:※ブレードの上架状况(1本付の场合

※ブレードの上架状况(1本付の场合

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⑧试运転调整?使用前自主検査

すべての部材を据付けた後、タワー内電気工事と風車試運転調整を行い、使用前自主検査、安全管理审査を経て风力発电所が完成します。

図版:使用前自主検査

使用前自主検査

図版:风车据付完了

风车据付完了

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