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2013 年度 実績報告書

地中熱ポテンシャル評価手法の高度化と東北5地域における地中熱ポテンシャル評価

研究課題

研究課題/領域番号 25289332
研究種目

基盤研究(B)

研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

内田 洋平  独立行政法人産業技術総合研究所, 再生可能エネルギー研究センター, 研究チーム長 (90356577)

研究分担者 藤井 光  秋田大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80332526)
井岡 聖一郎  弘前大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40598520)
船引 彩子  日本大学, 工学部, 研究員 (30645487)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード地中熱 / 地下水流動・熱輸送解析 / 東北地域 / 地中熱適地マップ / 地中熱ポテンシャル
研究概要

東北5地域における水文地質データのコンパイルを実施した。福島県・郡山盆地,山形県・山形盆地,宮城県・仙台平野,秋田県・秋田平野,青森県・津軽平野の5地域を研究対象地域として,既存の水文地質データの収集およびコンパイルを実施した。熱交換井が存在しない地域には,温度測定,水質分析のための採水を行った。水質分析については,現地にて水温,pH,電気伝導率(以下EC)を、弘前大学において主要溶存成分(陰イオン:F-,Cl-,NO2-,Br-, NO3-,PO43-,SO42-,陽イオン:Li+,Na+,NH4+,K+,Ca2+,Mg2+)を行った。酸素・水素安定同位体比に関しては外注作業により分析を行った。
また,東北5地域における三次元地下水流動・熱輸送モデルの構築を実施した。コンパイルした水文地質データに基づき,東北5地域における三次元地下水流動・熱輸送モデルを構築した。モデルの構築に当たっては,WASY 社の3 次元地下水流動・熱輸送解析コードFEFLOW を用いた。モデルの境界条件に関しては,流域全体におけるその地域の地下水流速や地下の温度分布を把握するため,周辺の山地・丘陵地の分水嶺を境界に設定した。マップ構築の基礎となる地下水広域流動系モデルは,過去の研究において構築したモデルを近年のTRT結果に基づいて更新し,地下温度プロファイルの計算結果と実測値の一致が改善することを確認した。次に,地中熱交換井の挙動に影響を及ぼす地下水位,地下水流速,第4系地盤厚さなどの熱交換量に対する感度を数値計算によって定量化し,これらパラメータに重み付けを行った。最後に,これらパラメータの平野内分布をGISを用いて統合し,秋田平野における地中熱適地マップを構築した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成25年度は,当初の研究計画通りに実績を出すことが出来たため。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に従って,平成26年度は東北5地域における地中熱ポテンシャルマップ作成および現地熱応答試験・熱交換井の試験運転を実施する。

次年度の研究費の使用計画

当初の計画では,観測井が分布していない地域においては観測孔を掘削し,調査する予定であったが,予想以上に既存の井戸データが存在したため,掘削が不要になった。
H26年度は,次年度使用額と併せて熱応答試験を実施し,熱物性データを取得することにより,地中熱ポテンシャル評価の精度向上を目指す。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Enhancement of Heat Exchange Capacity of Ground Heat Exchangers by Injecting Water into Wells2014

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Itoi, R., Chou, N., Okubo, H., Fujii, H.
    • 雑誌名

      Proc. Stanford Geothermal Workshop 2014

      巻: - ページ: SGP-TR-202

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An estimate of energy availability via microbial sulfate reduction at a Quaternary aquifer in northern Japan considered for low temperature thermal energy storage2014

    • 著者名/発表者名
      Ioka, S. and Muraoka, H.
    • 雑誌名

      Water

      巻: 6 ページ: 858–867

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation and sensitivity study of double-layer Slinky-coil horizontal ground heat exchangers2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Yamasaki, S., Maehara, T., Ishikami, T., Chou, N.
    • 雑誌名

      Geothermics

      巻: 47 ページ: 61-68

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 垂直型地中熱交換井への注水が熱交換能力に与える影響に関してのフィールド試験による検討2013

    • 著者名/発表者名
      駒庭義人・藤井 光・前原隆広・長 直勝
    • 雑誌名

      日本地熱学会誌

      巻: 35 ページ: 137-148

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of the capacity of ground heat exchangers by water injection2013

    • 著者名/発表者名
      Fujii, H., Komaniwa, Y., Onishi, K., Chou, N.
    • 雑誌名

      Geothermal Resources Council Transactions

      巻: 37 ページ: 589-594

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluating the performance of a large borehole ground source heat pump for greenhouses in northern Japan2013

    • 著者名/発表者名
      Li, H., Nagano, K., Li, Y., Shibata, K., Fujii, H.
    • 雑誌名

      Energy

      巻: 63 ページ: 387-399

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of injecting water into the wel1 0n heat exchange rates on vertical ground heat exchangers2013

    • 著者名/発表者名
      Inoue, Y., Itoi, R., Chou, N., Okubo, H. , Chou, N., Fujii, H.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2013

      巻: - ページ: 262-267

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical modeling of aquifer thermal energy storage system for Optima1 operation scenario2013

    • 著者名/発表者名
      Maehara, T., Fujii, H., Itoi, R., Yamaya, M., Uchida, Y., Yoshioka, M.
    • 雑誌名

      Proc. Int. Symposium on Earth Science & Technology 2013

      巻: - ページ: 366-374

    • 査読あり
  • [学会発表] 地中熱利用を目的とした地下水流動・熱輸送モデル構築のための温泉データ・TRT結果の利活用

    • 著者名/発表者名
      シュレスタ ガウラブ, 内田 洋平, 吉岡 真弓, 藤井 光, 井岡 聖一郎
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉幕張メッセ
    • 招待講演
  • [学会発表] 垂直型地中熱交換器への注水による熱交換能力への影響

    • 著者名/発表者名
      井上 陽平, 糸井 龍一, 長 直勝, 大久保 博晃, 藤井 光
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉幕張メッセ
    • 招待講演
  • [学会発表] 仙台平野を対象とした陸面熱収支を考慮した水・熱輸送モデルの構築及び地中熱利用に関するケーススタディ

    • 著者名/発表者名
      多田 和広, 森 康二, 内田 洋平, 吉岡 真弓, 藤井 光, 山谷 睦
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉幕張メッセ
    • 招待講演
  • [学会発表] 帯水層蓄熱冷暖房システムにおける数値モデルの構築及び最適稼動シナリオの検討

    • 著者名/発表者名
      前原 隆広, 藤井 光, 糸井 龍一, 山谷 睦, 内田 洋平, 吉岡 真弓
    • 学会等名
      日本地熱学会秋季講演会
    • 発表場所
      千葉幕張メッセ
    • 招待講演
  • [学会発表] 地下熱環境の擾乱と脱窒

    • 著者名/発表者名
      井岡聖一郎・村岡洋文
    • 学会等名
      2013年度日本水文科学会学術大会
    • 発表場所
      千葉商科大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of potential maps for the installation of ground-coupled heat pump system

    • 著者名/発表者名
      Shrestha Gaurav, Uchida Youhei, Yoshioka Mayumi, Fujii Hikari, Ioka Seiichiro
    • 学会等名
      日本地下水学会春季講演会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 招待講演
  • [学会発表] Assessing the installation potential of ground-coupled heat pump system using groundwater-heat transport model and GIS

    • 著者名/発表者名
      Development of potential maps for the installation of ground-coupled heat pump system
    • 学会等名
      Asian Geothermal Symposium
    • 発表場所
      Philippines
    • 招待講演
  • [学会発表] 地中熱利用を目的とした地下水流動・熱輸送モデル構築のための温泉データ・TRT結果の利活用

    • 著者名/発表者名
      シュレスタ・ガウラブ、内田洋平、吉岡真弓、藤井光、井岡聖一路
    • 学会等名
      日本地下水学会秋季講演会
    • 発表場所
      秋田県民会館
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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