2016 Fiscal Year Research-status Report
河川風を利用した小型風力発電の発電量評価技術の開発
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15K00633
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
吉野 純 岐阜大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70377688)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 風力 / 再生可能エネルギー / 環境技術 / 水工水理学 / 気象学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究開発は，これまでの風力発電分野において盲点となっていた河川域に卓越する”河川風”と近年低コスト化が進む”小型風力発電”に着目して，河川風を利用した小型風力発電の導入可能性を理論・現地観測・数値解析により検討し，その発電量評価技術を確立することを目的とするものである．
平成28年度の研究開発では，昨年度の理論的考察により明らかとなった強い斜面上昇風や斜面下降風が卓越する地理学的・気候学的条件に基づいて，特に岐阜県下呂市萩原付近を対象地点として設定し，夏季と冬季の各1日間ずつ集中気象観測を実施した．夏季については，深夜から早朝にかけて谷地形における放射冷却により斜面下降風が卓越し，日中には日射加熱により斜面上昇風が卓越していた．また，堤外地と堤内地の風速を比較すると，河川直上の堤外地において特に河川の流軸に沿う風向となる時に平均的に1.2～1.5倍程度強い風速になることが明らかとなった．また，冬季においても，強い北西季節風に伴って堤内地に比べて堤外地でより強い風速となることが明らかとなった．河川（谷地形）の流軸方向に沿った風が卓越する際には，粗度長の小さな堤外地で上層の強風がより下層にまで及びやすいものと考察された．
さらに，3次元のLES（Large Eddy Simulation）モデルを開発し，「一面水域の一様条件」，「一面陸域の一様条件」，「河川と陸地の混在条件」の3種類の下部境界条件の下で，河川周辺での詳細な気流解析を行った．一面水域の条件では一面陸域の条件に比べてより下層まで上層の強風の影響が及びやすいことが確認された．また，河川と陸地の混在条件では，河川上（堤外地）において気流の収束が発達することにより，一面水域の条件に比べてより強い風が卓越することも明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成28年度には「(3)河川風を表現できる新しい工学モデルの構築」と「(4)河川風の2次元/3次元シミュレーションと精度検証」を計画していたが，いずれも順調に実施することができた．また，平成29年度に実施予定であった，「(6)河川域における風力発電量評価」を前倒しで実施することができたことから，「(1)当初の計画以上に進展している」と自己評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度には，予定通り「(5)気象モデルとの結合による数値シミュレーション」および「(6)河川域における風力発電量評価」を実施する予定である．
「(5)気象モデルとの結合による数値シミュレーション」では，前年度の「(4)河川風の2次元／3次元シミュレーションと精度検証」の検討をさらに進めつつ，LESモデルと気象モデルとの単方向結合計算を実施する予定である．特に，岐阜県下呂市萩原を対象地点として現実的な高分解能風況計算を実施して，観測データとの比較により精度検証を行う．
「(6)河川域における風力発電量評価」では，同様に岐阜県下呂市萩原を対象地点として，小型風力発電量の風力発電ポテンシャルを評価する．得られた結果は可視化しやすい形でデータベース化して広く一般に公開する予定である．
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