2008 Fiscal Year Annual Research Report
浮体式洋上風力発電施設の動的応答と成立性評価に関する研究
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20360202
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
宇都宮 智昭 Kyoto University, 工学研究科, 准教授 (10211773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関田 欣治 東海大学, 海洋学部, 教授 (90287045)
間瀬 肇 京都大学, 防災研究所, 教授 (30127138)
石田 茂資 (独)海上技術安全研究所, 海洋部門, グループ長 (30360712)
矢後 清和 (独)海上技術安全研究所, 海洋部門, 主任研究員 (50399515)
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| Keywords | 洋上風力発電 / 浮体構造物 / スパー / 波浪推算 / 洋上風況 / ウィンドファーム / 再生可能エネルギー / 連成振動 |
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| Research Abstract |
浮体式基礎を利用した洋上風力発電施設の実現に向けて、(1)低コストな浮体式洋上風力発電施設の基本コンセプトの策定とその成立性の検討、(2)設計の基本ツールとなる、浮体基礎、係留系、タワー、ブレードを一体とした連成振動予測技術の開発、を研究目的とし、A〜Fのサブテーマを設定し、研究協力者(戸田建設、富士重工業、新日鉄エンジニアリング、佐世保重工業)とも分担・連携しながら実施した。全体会合は6回実施した。
A.プレキャストPCセグメント工法によるスパー型洋上風力発電用基盤浮体の開発:2MWプロトタイプの概念検討をおこない、概算コストの算出をおこなった。また、実機の1/22.5モデルに対する水槽実験を行った。
B.合成繊維索と投げ込み式アンカーを用いた新形式係留法の検討:SPAR用合成繊維索、複合トート係留および最適チェーン係留の検討、サクション杭の貫入及び把駐力解析プログラムの開発、さらに損傷時係留解析を実施した。
C.係留、浮体、タワー、ブレードを一体とした連成振動シミュレーションプログラムの開発:6自由度剛体としての運動方程式に基づく波浪応答解析プログラムを開発し、1/22.5モデルに対する水槽実験結果との比較をおこない、その精度の検証を行った。
D.風と波を同時に受けるスパー型浮体の動揺解析に関する実験:風を定常力として与えた上で、波と風の入射角度をパラメータとした水槽実験を実施し、シミュレーションプログラムの検証データを取得した。
E.風車の動揺制限値の把握・浮体動揺時の風車機械系、ブレード、タワーの疲労評価:浮体動揺実験および解析結果に基づき、タワーの疲労評価を実施した。
F.実証実験サイト選定のための洋上風況と波浪の推算:実証実験サイトを選定した上で、洋上風況および波浪推算をおこない、50年再現期間に対する設計風速・波高を定めた。
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