2012 Fiscal Year Annual Research Report
都市気象・建物エネルギー連成数値モデルの熱環境・電力需給予測への実証的適用
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24360218
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Meisei University |
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Principal Investigator |
亀卦川 幸浩 明星大学, 理工学部, 教授 (20409519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大橋 唯太 岡山理科大学, 生物地球学部, 准教授 (80388917)
井原 智彦 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (30392591)
鍋島 美奈子 大阪市立大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90315979)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 都市気象 / 都市熱環境 / 電力需給 / 数値モデリング / 太陽光発電 |
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| Research Abstract |
本研究は、研究代表者らが開発を進めてきた「都市気象・建物エネルギー連成数値モデル」(以降、連成モデル)を改良・適用し、大都市の電力需給と地上気象・熱環境を通年・高解像度で予測する都市エネルギー・気象予測モデルとしての性能の実証を目的としたものである。エネルギーモデルとしては、都市域日射量の空間非均一性を陽に考慮した太陽光発電評価への適用性の実証も目指している。これらの実証に向け、平成24年度は以下4つの研究成果を得た。
1.連成モデルを構成する建物エネルギーモデル(BEM)を改良した。窓面部位に非定常熱収支モデルを導入することで、空調熱負荷主成分としての日射熱負荷の精度改善を試みた。
2.大阪市とその周辺域に高密度の気象観測網を展開し、平成25年3月より通年測定を開始した。事務所・商業地区や住宅域等の典型的街区群を対象に観測地点を選定し、各類型の16の街区域において16ヶ所の学校施設屋上に測器を設置し、気温・気圧・湿度・全天日射量の連続計測を開始した。あわせて、各学校の近隣公園にも測器を設置し屋上レベルだけでなく地上部の気温・湿度を測定する事に加え、2地点(大阪都心部と郊外)では天空長波放射の計測も開始した。これにより、大阪市域では概ね5km間隔の分解能を有する観測網が構築でき、雲分布による空間不均一性も反映された日射量等のモデル検証に用いる気象測定データの取得を計画通り開始できた。
3.大阪市の数街区域で過年度に入手済みの電力需要データと大阪管区気象台での測定気象データを用い、電力需要の重回帰予測モデルを試作した。予測電力需要量の日射量等の気象要素や空室率等の地域条件への依存性を分析し、本研究での測定データにもとづく予測モデル構築に向け、予備知見を得た。
4.1で改良したBEMを連成モデルに組込み、数値計算の安定性等を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の主目的である連成モデルの性能実証に向け、平成24年度の研究実施計画において最も労力を要する課題であったモデル実証データとしての各種実測データの取得に係る調整・準備を計画通り進めることができた。よって、研究目的の達成に向け進捗は順調と評価した。具体的には、関係諸機関との調整も経て、研究実績の概要に詳述した通り、大阪とその周辺に気象観測網を設置し運用を開始できた。また、電力会社との協議を経て、観測点周辺の通年の電力実需要データの取得にも目途が立った。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築した気象観測網を着実に維持・運用し、電力実需要データとあわせ極力欠損の少ない通年のモデル検証用実測データを整備すること。また、計算機負荷の大きい連成モデルによる電力需要・気象予測の通年数値実験を計画的に進め、研究目的に掲げたモデルの性能実証に繋げること。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成24年度直接経費の主な使途であった気象観測網整備では、測器設置等の作業が想定より効率的に進捗し、当該作業に係る旅費が計画額を下回った。このため次年度繰越が生じた。一方、設置した測器の一部には既に不調もみられ、次年度研究費と合わせ代替測器の購入等に繰越額を充てる予定である。
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