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2018 Fiscal Year Annual Research Report

雷雲下の風力発電施設からの前兆電波を利用した被雷回数の大幅低減手法の開発

Research Project

Project/Area Number 16H04315
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

高木 伸之  岐阜大学, 工学部, 教授 (80179415)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 王 道洪  岐阜大学, 工学部, 教授 (20273120)
ウ ティン  岐阜大学, 工学部, 助教 (50789774)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords風力発電 / 落雷予知 / 対雷対策 / 電波源位置標定
Outline of Annual Research Achievements

風力発電は発電単価が安いことから世界各国で導入が伸び続けているが、日本では導入の余地が十分にあるにもかかわらず頭打ち傾向にある。その主な原因の一つが冬季の落雷による被害である。本研究では風力発電での落雷による被害を現状の数分の一に削減するための新たな安価な落雷の予知技術を開発することを目的としている。
本研究目的を達成するために(1)電波放射源位置標定装置の製作、(2)装置を用いた電波放射源の測定、(3)予知をするのに最適周波数の特定、(4)予知をするのに最適なアンテナ配置間隔の特定、(5)予知の位置精度の検証、(6)落雷の何秒前までに予知が可能か検証、(7)前兆電波の発生から落雷へ移行する割合の特定、(8)空間電荷の上向き雷進展抑制効果の理論を構築、(9)前兆電波を生む放電の特定、(10)新型レセプタの開発を実現させる。 落雷には、電流の極性に正・負・両極性の3 種類あり、雷撃電流のピーク値は4 桁も異なり振れ幅が大きく、雷雲も規模や種類が異なるので、少なくとも4 年間の観測データが必要である。雷観測は石川県の内灘町周辺で毎年3 ヶ月間常駐して行う。また、冬季雷観測をミス無く行うために研究協力者である大学院生の熟練度を向上させるために各年度の夏季は夏季雷を対象とした観測を岐阜大学で行う。
平成29年度は上記の(1)~(5)を完了し、平成30年度は(6)以降の研究に着手し、6)~(7)については70%程度の達成度、(9)は50%程度、(10)については20%程度の達成度である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成29年度は上記の(1)~(5)を完了し、平成30年度は(6)以降の研究に着手し、6)~(7)については70%程度の達成度、(9)は50%程度、(10)については20%程度の達成度である。

Strategy for Future Research Activity

今年度は達成度の向上を目指す。観測地点は常設として6地点を確保しており、30年度は10月から3月まで6カ所を臨時に増やした。31年度も周辺ノイズを考慮して常設以外に6-8地点増やして、落雷予知の位置と時間の精度の向上を行う。統計上意味のある数量のデータを獲得し、予知精度を高めるために、数年間の観測は欠かせない。そこで、29~30年度の観測結果を踏まえた観測を31年度も同様に実施する。

  • Research Products

    (24 results)

All 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Charge Structure of Winter Thunderstorm in Japan: a Review and an Update2018

    • Author(s)
      Wang Daohong、Wu Ting、Takagi Nobuyuki
    • Journal Title

      IEEJ Transactions on Power and Energy

      Volume: 138 Pages: 310~314

    • DOI

      10.1541/ieejpes.138.310

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lightning Mapping With an Array of Fast Antennas2018

    • Author(s)
      Wu Ting、Wang Daohong、Takagi Nobuyuki
    • Journal Title

      Geophysical Research Letters

      Volume: 45 Pages: 3698~3705

    • DOI

      10.1002/2018GL077628

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Locating Preliminary Breakdown Pulses in Positive Cloud-to-Ground Lightning2018

    • Author(s)
      Wu Ting、Wang Daohong、Takagi Nobuyuki
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 123 Pages: 7989-7998

    • DOI

      https://doi.org/10.1029/2018JD028716

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Leader Polarity-Reversal Feature and Charge Structure of Three Upward Bipolar Lightning Flashes2018

    • Author(s)
      Shi Dongdong、Wang Daohong、Wu Ting、Thomas Ronald J.、Edens Harald E.、Rison William、Takagi Nobuyuki、Krehbiel Paul R.
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 123 Pages: 9430~9442

    • DOI

      10.1029/2018JD028637

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Formation Features of Steps and Branches of an Upward Negative Leader2018

    • Author(s)
      Huang Haitao、Wang Daohong、Wu Ting、Takagi Nobuyuki
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 123 Pages: 12,597~12,605

    • DOI

      https://doi.org/10.1029/2018JD028979

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Characteristics of lightning current at wind power generation facilities2018

    • Author(s)
      Junya Sawada, Nobuyuki Takagi, Daohong Wang, Ting Wu
    • Organizer
      International Conference on Atmospheric Electricity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical Progression Features of the Step Formation of Two Negative Stepped Leaders2018

    • Author(s)
      Haitao Huang, Daohong Wang, Ting Wu, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      International Conference on Atmospheric Electricity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Leader Polarity-Reversal Feature and Charge Structure of Upward Bipolar Lightning Flash2018

    • Author(s)
      Dongdong Shi, Daohong Wang, Ting Wu, Ronald J. Thomas, Harald E. Edens, William Rison, Nobuyuki Takagi, Paul R. Krehbiel
    • Organizer
      International Conference on Atmospheric Electricity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Fast Antenna Lightning Mapping Array (FALMA) and preliminary results2018

    • Author(s)
      Ting Wu, Daohong Wang, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      International Conference on Atmospheric Electricity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A method of measuring thunderstorm electric field by using a pair of wire-attached electrodes and LMA2018

    • Author(s)
      Jumpei Kurachi, Daohong Wang, Ting Wu, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      International Conference on Atmospheric Electricity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lightning attachment process of rocket triggered return strokes observed by using LAPOS 52018

    • Author(s)
      Y. Hideyuki, D. Wang, T. Wu, N. Takagi, D. Jordan, and M. A. Uman
    • Organizer
      International Conference on Atmospheric Electricity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optical progression features of the step formation of two negative stepped leaders2018

    • Author(s)
      Haitao Huang, Daohong Wang, Ting Wu, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      日本大気電気学会第96回発表会
  • [Presentation] A study on the formation of upward bipolar lightning discharges2018

    • Author(s)
      Dongdong Shi, Daohong Wang, Ting Wu, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      日本大気電気学会第96回発表会
  • [Presentation] Development of Fast Antenna Lightning Mapping Array (FALMA)2018

    • Author(s)
      Ting Wu, Daohong Wang, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      日本大気電気学会第96回発表会
  • [Presentation] Optical Observations of Winter Lightning from a Windmill and Its Surrounding Tall Structures2018

    • Author(s)
      Haitao Huang,Daohong Wang,Ting Wu, Nobuyuki Takagi
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 雷放電のVHF波とLF波における放射源の位置標定の比較2018

    • Author(s)
      西尾譲,ウティン,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] ドローンを用いた人工誘雷技術開発の基礎的研究2018

    • Author(s)
      手嶋健,波多野陽,ウティン,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 帰還雷撃の電界波形の微細構造に関する研究2018

    • Author(s)
      浦田政貴,ウティン,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 落雷の高速ビデオを用いたFALMAの位置標定精度の検証2018

    • Author(s)
      深尾健二,呉亭,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 雷雲の初期発達期における雷放電の特徴2018

    • Author(s)
      小出雅人,呉亭,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 落雷強弱別のリーダ放電の特性2018

    • Author(s)
      後藤孝平,呉亭,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] 落雷および雲放電に含まれるPBの発生高度別の特性の比較検討2018

    • Author(s)
      清水千貴,呉亭,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Presentation] FALMAの位置精度について2018

    • Author(s)
      今井正雄,ウティン,王道洪,高木伸之
    • Organizer
      電気関係学会東海支部連合大会
  • [Remarks] 高木・王・ウ研究室

    • URL

      https://www1.gifu-u.ac.jp/~lrg/index.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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