極端現象に伴う変動性再生可能エネルギーの資源変動メカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number	23K04644
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
Research Institution	Hirosaki University
Principal Investigator	島田照久弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (30374896)
Project Period (FY)	2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	変動性再生可能エネルギー / 極端現象 / 洋上風力エネルギー / 太陽光エネルギー / 気象シミュレーション / 豪雨
Outline of Research at the Start	変動性再生可能エネルギーは、脱炭素社会を構築するために必須であり、資源量・出力の変動をさらに理解することが求められている。一方、気候が変化しつつあるのに伴い極端現象が近年発生しており、風力・太陽光資源の変動に影響を与えている。本研究では、極端現象（豪雨・冷夏・猛暑・寒波）が発生したときの、風力・太陽光の資源変動の実態とメカニズムを解明する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、「気象シミュレーション・長期気候データを用いて、近年の広域かつ持続的な極端気象現象が発生した期間の風力・太陽光資源について、資源変動の特徴・過去と比較したときの変動の特異性・変動の相関性を解明すること」である。令和5年度は、気象観測データと大気再解析データを用いて、広域で長期間持続した夏季の豪雨事例を対象に、日射と風速の分布・変動を解析した。主に解析した事例の期間は、2018年7月、2020年7月、2021年8月、2022年8月である。まず、対象とした事例の期間について、平年からの偏差を明らかにした。例えば、2018年7月上旬は、九州から北海道までの広域にわたって日射の負偏差が広がっていた。代表的な地点における日射の時系列からは、日射が断続的に大きく減少していたことがわかった。特に、2020年7月は、ほぼひと月間、雨が持続するとともに、日射の減少が続いていた。晴天時の日射と実際の日射の日平均の比でみると、豪雨の期間は0.2を下回る期間が持続していた。この値は、日射の気候学的な頻度分布に対して、下位10%に対応する。さらに、地域ごと・観測地点ごとの日射量の経年変動を調べたところ、豪雨が発生した年の月平均値の減少が顕著であることがわかった。一方、風速については、豪雨が発生した期間中、洋上に顕著な強風域が存在することがわかった。強風域は帯状に伸びていることが多く、強風域の位置により沿岸海域の風速が大きく変化していた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 以下のことから、研究は概ね順調に進んでいる。1) 令和5年度に、解析対象とする顕著な事例を特定し、その実態を観測データと大気再解析データから把握できた。そして、事例解析を順調に進めることができた。2)令和6年度に予定していた、変動性再生可能エネルギー資源の統計解析の準備を開始することができた。3)今後の研究を実施する上での問題は生じていない。
Strategy for Future Research Activity	令和6年度は、令和5年度に進めた事例研究の結果を取りまとめる。そして、さらに深く検討すべき事項を明らかにして解析を進める。また、変動性再生可能エネルギー資源の統計解析に本格的に取り組む。