局所複雑地形における風力エネルギー評価に関する研究

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我が国で風力エネルギを普及するためには、まず最適な風車設置予定地点を選定する必要があり、選定地点における風力エネルギ賦存量の予測が必要である。国土の大半が複雑な地形に覆われており、平野部の利用率が高く、風車を設置できる地点が丘陵・山岳地にならざるをえないため、これらの地形において風力エネルギ賦存量を正確に予測する必要がある。さらにまた我が国の気候風土に特有な風の流体力学的特性を明らかにし、それに適した風車の設計資料を提供しなければならない。本研究は複雑地形における風モデルとそれに基づく高精度の地域風況予測システムの確立とを目的としている。本研究では地形起伏、地表粗度の影響について明らかにするために、以下の風洞と実在の地形の2つを対象として実験と計算を行った。1.風洞モデル風洞の中に断面形状がベル型断面と呼ばれる2次元丘陵を設置し、乱流境界層が発達した状態において丘陵周りの流れを計測した。また3次元汎用流体シミュレーションソフトα一FLOWおよび風況予測シミュレーションソフトWASPの計算結果と風洞実験結果とを比較検討した。2.実在の地形モデル最上川の上流に位置する山形県立川町を解析対象として取り上げ、WASPを用いて風況予測シミュレーションを行った。また立川町において行われた風況観測のデータとWASPによるシミュレーション結果を比較検討した。これらの結果から、地形起伏、地表粗度の影響をより明らかにするためには、実際の地形における風況観測を行うため以下の観測システムを構築した。(1)複数の超音波流速計により高さ約13mまでの平均値および瞬時値の速度分布の計測。(2)熱線流速計により高周波成分を含む乱流成分の計測。