浮体式洋上風力発電の浮体式洋上風力発電の技術思想、技術開発、技術戦略

平成２４年４月１９日平成２４年４月１９日

立 政 海 技術安全 究独立行政法人海上技術安全研究所

井上 俊司井上 俊司

1

講演内容講演内容

1 マ ケット動向1. マーケット動向

2 技術課題と戦略2. 技術課題と戦略

１）浮体形式

２）経済性向上の課題整理

３）技術開発項目３）技術開発項目

４）メンテナンス戦略

５）その他 総合戦略５）その他、総合戦略

3 国際標準化戦略3. 国際標準化戦略2

洋上ウインドファーム構想

10 W 0 10 E 20 E

30 E

70 N

65 N

65 N

60 N

50 N By 2020 - >500 MWAfter 2020 - >500 MWBy 2020 - 100-500 MWAfter 2020 - 100-500 MW

45 N

After 2020 - 100-500 MWBy 2020 - <100 MWAfter 2020 - <100 MW 3

世界の風力市場（陸上・洋上）世界の風力市場（陸上・洋上）

North America (GW) Asia Pacific (GW)Europe (GW)

South America (GW) Rest of world (GW)

OnshoreOffshore

Source: MAKE Consulting

Offshore

4

欧州の平均風速欧州の平均風速

9 m/s

Wind Speeds @ 50m HH

9 m/s8.0-9.0 m/s7.0-8.0 m/s5.5-7.0 m/s<5.5 m/s5.5 m/s

出典：MAKE Consulting

5

大型機の開発動向（１）2011 2012 2013 2014

ECO 150 6MWECO 150 6MW

„Britannia“7 / 10MW

G128-4.5 MW G14X (6-7 MW)

GE 4.1-113

5.5 MW

6 7 MW DD6 – 7 MW DD

N150/6000

V164-7.0 MW

DD115 5MWDD115 5MW

Jens GoessweinGmbH, December  1st 2011 6

大型機の開発動向（２）大型機の開発動向（２）

将来構想:

MY6.0MW

United Power 10MWGE 10-15MW

MHI7.0MW

Alstom6 0MW

Samsung7 5MW

Goldwind6.0MW

N tHyundai5 5MW

Gamesa Vestas

6.0MW

Siemens

7.5MW

Nordex6.0MW

DEC5.0MW

Nextgeneration turbines Americas

EuropeAsia Pacific

Legend

5.5MW

Doosan7.0MW

Siemens2.3MW

Vestas3.0MW

Lower MW rating Higher MW rating

Areva5.0MW

REpower6.15MW

Gamesa5.0MW

Vestas7.0MW

Siemens6.0MW

WinWind3.0MW

Sinovel3.0MW

REpower5.0MW

BARD5.0MW

Turbines currentlyin the market Siemens

3.6MW

Sewind3.6MW

XEMC5.0MW

Sinovel5.0MW

出典：MAKE Consulting7

大型機の開発動向（３）

3 stage gearbox2 stage gearbox1 stage gearbox

Legend

Direct drive

Next generation turbines

Turbines Currently in the market

Source: MAKE Consulting, *MAKE anticipates that it will be a 2 stage gearbox; Vestas 7MW nacelle weight is estimated

8

石油・天然ガス関連施設石油・天然ガス関連施設

JOGMEC：海洋石油生産ｼｽﾃﾑ概説 より9

海洋構造物の支持特性海洋構造物の支持特性

浮力

浮体力

スパー セミサブ

TLP

スパ 、セミサブ

重 構造物の重量と軟着底

重量相当

構造物の重量と同等またはそれ以上の浮力を有

するもの

着床式

当分

するもの

（重量を浮力で支えるもの）

上下方向変位（動揺）（地盤と強固な繋がりが有るもの）10

セミサブ型Semi-Submersible：セミサブマーシブル：セミサブ

元々は 波の影響を避けるように水中元々は、波の影響を避けるように水中に沈めた浮力体と、水上のデッキ構造を細い柱で接合した構造体を指し 波を細い柱で接合した構造体を指し、波浪による動揺の低減を目指している。（ Semi-Submersible＝半没水）

最近では、複数の浮力体を結合した構造体を広く指す。造体を広く指す。

海外では、 Multi-floater （あるいは、3個の浮力体の場合には Tri-floater ）と言うの浮力体の場合には Tri-floater ）と言う言い方もされている。

出所：日本海洋掘削出所：日本海洋掘削

11

TLP型 Tension Leg Platform：緊張係留式プラットフォーム

浮体の上下動及びローリング・ピッチングの回転動揺を抑制する意図で、浮体と海の回転動揺を抑制する意図で、浮体と海底を垂直に結合する方式。

浮体と海底の結合体は 圧縮状態（ス浮体と海底の結合体は、圧縮状態（スラック）を避けるために初期張力（Pre-tension）を掛け、浮体は少し沈み込んだ位置でバランスしている。結合体は、引っ張り力に耐えるためにテンドンと呼ばれる鋼管等の頑強な構造体となる管等の頑強な構造体となる。

浮体の浮力変動を最小化するために、水面位置 水平断面を最小化する面位置での水平断面を最小化するので、結果としてセミサブと似た浮体形状となる。

出所 : 三井海洋開発

海底部分には、引き抜きに耐える強固な構造が必要。 12

スパー型 Spar（スパー）

水線面を小さくして浮力体の大部分を水没させる思想はセミサブ型分を水没させる思想はセミサブ型に似ているが、浮力体を垂直方向に延長することにより 全体として１に延長することにより、全体として１本の円筒形という単純構造を実現している。

設置海域の水深が条件となる。

水線面での浮力の平面的な広がり出所：Delta Marin

水線面での浮力の平面的な広がりが無いので、浮力による復原性が望めず 重心を下げることによって望めず、重心を下げることによって安定させる。

出所：Technip13

浮体式洋上風力発電における浮体 係留方式の種類浮体・係留方式の種類

■セミサブ型 ■ポンツーン型■SPAR型■SPAR型

■TLP型出所：Marine Innovation & Technology

出所：HendersonTechnology

出所：東京大学、東京電力

出所：Hywind

出所：Blue H14

浮体形式の比較浮体形式の比較何れの形式も長所・短所あり

TLP Spar Semi‐submersible

適応水深 50m – 80m 80m – 300m 50m – 300m

海底地盤条件 制限的 非制限的 非制限的海底地盤条件 制限的 非制限的 非制限的

占有海底面積 小 大 大

建造の複雑性 中 低 中

設置の複雑性 高 高 低

Source: SgurrEnergy

15

浮体式における荷重の課題浮体式における荷重の課題

発電時 スラスト大

暴風時（ﾌｪｻﾞﾘﾝｸﾞ） スラスト極小

暴風時：波浪による動揺⇒慣性力荷重

風 風風 風 風

浮体式の場合、発電時か暴風時かどちらが厳しい？16

主要荷重ケース分析主要荷重ケース分析

風力発電機特性 暴風時浮体運動風力発電機特性↓

発電時最大スラスト

暴風時浮体運動↓

慣性力荷重

＋

他の風圧荷重

＋

風圧荷重

主としてどちらが 暴風時の荷重

大きいか？ の方が大きい場合が多い？

気象・海象、誤差 設

主要荷重ケース

ヨー誤差の設定にも依る。

ヨー誤差：ロータ回転軸に対する主風向の偏差

17

主要荷重ケースの関係要因主要荷重ケースの関係要因

厳

気象

（台

暴風時荷重ケースが支配的

象・海象条

台風等の有

境界線

ヨー誤差を大きく設定条

件有無による 発電時荷重ケースが

ロータの大直径化（高出力化）

大きく設定

る）

発電時荷重ケ スが支配的 ナセルの重量化

（大型化）

浮体動揺（浮体形式や主要寸法による）

大小18

経済性向上の課題経済性向上の課題

発電単価

発電量OPEXCAPEX

発電量向上/故障低減施設コストの低減

ロジスティック

送電コスト低減送電コスト低減

19

洋上風力発電（洋上）のコスト構成洋上風力発電（洋上）のコスト構成

Installation14%

WTG

17%

Electrical

31%

Electrical

16%23%

OPEXFoundation

16%

20Source: GL Garrad Hassan and Nordex calculations; Figures not including project development costs

発電コスト低減のストラクチャー発電コスト低減のストラクチャー

大直径ロ タ

発電量増大

定格出力

設備利用率

大直径ローター高出力（小型・軽量）発電機最適化設計高機能化（動揺、制御？）故障率低減発電量増大 設備利用率

施設寿命

故障率低減停止時間最小化

長寿命化

CAPEX

製造コスト曳航・設置コスト環境影響対応コスト

発電ｺｽﾄ[ｺｽﾄ/KWh]

コスト低減

環境影響対応コスト

故障率・事故率低減

プロジェクトコスト

OPEX 修繕コスト低減計画的なメンテンアンス

優良なサイト21

陸上との相対コスト比較陸上との相対コスト比較

道路等の

設置工事費用高い？道路等の

ｲﾝﾌﾗ整備不要

高い？

送電費用高い洋 高い

保守費用高い

洋上の

風況ﾄ ﾀﾙ ﾒﾘ ﾄ

メリッ

有利 ﾄｰﾀﾙ･ﾒﾘｯﾄト

22

洋上での留意点洋上での留意点

発電効率 最大化• 発電効率 → 最大化– 洋上の良い風況の最大利用

ウ ド 効率（ウインド・ファームとしての効率化）

– 浮体式の場合、動揺による発電効率低下の防止

• ライフサイクル・コスト → 最小化ライフサイクル コスト → 最小化– 製造・設置コスト

送電コスト– 送電コスト

– メンテナンス・コスト

23

風況観測風況観測

• 浮体式洋上風力発電の事業化には、精度の高い風況観測が不可欠。

– 観測要素・観測データ仕様等の観測要件の明確化

大水深に適した観測システムの開発– 大水深に適した観測システムの開発

– 浮体上で行う場合の動揺の補正対策

– 全体システムとしての観測精度の問題

– 電源供給・データ伝送方法等

– 維持管理方法の確立

24

風力発電機風力発電機

車 大 軽量• 風車の大型化⇒軽量化

• 高回転化によって効率向上高回転化によって効率向上

• 低コスト化

• 塩害対策

– 水密化、気密化水密化、気密化

– 絶縁強化

間接冷却化– 間接冷却化

• 動揺対策

25

海技研の取組み（風洞実験、水槽実験）

海技研で行った水槽実験の様子

海技研で行った 海技研で行った水槽実験の様子

（風と波を当てて、ブレード・ピッチ角制御の効果を実験）

線式風速計熱線式風速計 風

アップウィンド/

ダウンウィンド切替

技風洞実験の様子（風車を強制動揺させて性能を把握）

動揺台1 軸強制動揺装置

ターンテーブル

26

海技研の取組み例（安全性および性能評価）

0 25

0.3

0.35

動揺増大

↓ 0.5

0.6

0.7

Star

Normal浮体

風車

0.15

0.2

0.25

mplitu

de of Fx[kgf]

スラスト変動減少0.3

0.4

ξ6/κζa

体のヨーイ

車のスラス

星型係留による動揺抑制

0

0.05

0.1

Am

Angular Rate of Pitch Motion=3.3[deg/sec] without  Control

Angular Rate of Pitch Motion=1.67[deg/sec] without Control

Angular Rate of Pitch Motion=3.3[deg/sec] with Control

Angular Rate of Pitch Motion=1 67[deg/sec] with Control0

0.1

0.2

0 5 1 1 5 2 2 5 3

イング

スト変動

0

0 10 20 30 40 50

Fluctuation of Number of Rotations[rpm]

Angular Rate of Pitch Motion=1.67[deg/sec] with Control

回転数変動を抑える制御を行な た

0.5 1 1.5 2 2.5 3

Wave Period[sec]

• 回転数変動を抑える制御を行なった場合、動揺角速度が増加するとスラスト変動が減少する。

⇒ネガティブ ダンピングの傾向と考⇒ネガティブ・ダンピングの傾向と考えられる。→制御において配慮する必要有り。

星型係留27

風や浮体動揺を考慮して、ピッチ角を制御

海技研の取組み例風車ブレード

ピッチ角

ブレードの回転方向

海技研の取組み例（ﾌﾞﾚｰﾄﾞ･ﾋﾟｯﾁ角制御）

116

ブレ ドの回転方向

0 6

0.7

0.8

0.9

1

10

12

14

16

f Rotations[rpm

]

増加 増加

0 2

0.3

0.4

0.5

0.6

ξ5/κζa

Without Control4

6

8

ation of Num

ber of

Without Control 減少

減少

0

0.1

0.2

1.5 2 2.5 3

Wave Period[sec.]

Pitiching Motion Control

Rotation Control

0

2

1.5 2 2.5 3

Fluctua

Wave Period[sec.]

Pitiching Motion Control

Rotation Control

減少

浮体のピッチング動揺回転数変動

• 回転数一定化制御と波浪動揺抑制制御は、トレード・オフの関係にある。回転数 定化制御と波浪動揺抑制制御は、トレ ド オフの関係にある。

• 実機においては、制御の最適化が課題と考えられる。28

海技研の取組み例（ ﾞ ﾄﾞ ﾟ 角制御 ｾ ﾟﾄ）

２種類の制御の組合せによる最適化（例）

（ﾌﾞﾚｰﾄﾞ･ﾋﾟｯﾁ角制御のｺﾝｾﾌﾟﾄ）

波浪による

２種類の制御の組合せによる最適化（例）

波浪による浮体の波浪による

浮体のﾋﾟｯﾁﾝｸﾞ動揺の抑制

出力の一定化

同左

波浪 浮体ﾋﾟｯﾁﾝｸﾞ動揺の抑制出力変動対策として基準出力を下げる

動揺の抑制

回

基準出力を下げる

回回転数（

回転数（（

発電量

（発電量

風速

量）

風速

量）

29

海技研の取組み例

（風車～基盤浮体の一体解析ツールの開発）

風力複

ピッチ制御 対象浮体タイプ

•スパー型•セミサブ型風力複

雑な振

•セミサブ型•TLP型•バージ型

波力振動・

出典：NREL

ﾟ ﾞ

潮流力

動揺モ

係留力世界標準ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑの一つ

であるFASTの活用

ード

海技研のコア技術→独自開発流体力

バラスト

30

海技研の取組み例（一体解析・数値計算例）

風速：７ｍ／ｓ 有義波高：２ｍ ピーク波周期：６ｓ浮体形式：スパー型

31

輸送・据付輸送・据付

浮体式洋上風力発電にお は 輸送 据付• 浮体式洋上風力発電においては、輸送・据付のコストが占める割合が大きい輸送 据付を経済的か 安全に行うことが重⇒輸送・据付を経済的かつ安全に行うことが重

要である。

大型起重機船 使用を最小化• 大型起重機船の使用を最小化⇒陸上工程の最大化

• 作業船の開発– 大水深対応

– 荒天対応

– 位置保持能力

32

洋上施設（石油・ガス関連）の事故構成事故構成

事故的荷重

係留作業

悪天候

支持構造曳航

設置作業

構造強度

ジャッキアップ作業

その他

復原性

Source: DNV

その他

構造以外の機器33

海技研の取組み例（設置工事）

• 洋上工事の最小化→ 風車・浮体の一体施工

⇒ 進水（スライディング・ウェイ）方式の検討⇒ 進水（スライディング・ウェイ）方式の検討

34

海底ケーブル海底ケーブル

浮体構造特有の動揺や振動• 浮体構造特有の動揺や振動⇒既に着床式洋上風力発電において使用されている製品に対して 仕様や工法を再検討するている製品に対して、仕様や工法を再検討する必要がある。– 現在の海底ケーブルは、鉄線などで外部からの衝撃現在の海底ケ ブルは、鉄線などで外部からの衝撃を保護する構造になっているが、前述のような動揺や振動を受けることを前提としていない。

海底ケ ブルの公的な規格が無く メ カ 独• 海底ケーブルの公的な規格が無く、メーカー独自のノウハウで製造される場合が多い。⇒今後 規格化するためには ケーブルが持つ⇒今後、規格化するためには、ケ ブルが持つべき疲労特性、磨耗特性、設計寿命等を新たに定義する必要がある。定 す 要 あ

35

海技研の取組み例（送電）

• 浮体動揺等の影響→ ｹｰﾌﾞﾙ耐久性に課題

導体（銅）

絶縁体（架橋ポリエチレン）光ケーブル

→ ｹ ﾌ ﾙ耐久性に課題

⇒ 水槽実験およびｼﾐｭﾚｰｼｮﾝで検討

計測台車

6分力計

X,Y,X加振装置

計測台車

6分力計

X,Y,X加振装置 鉄線がい装

（亜鉛メッキ鉄線）

遮水層（鉛）

水

3軸加速度計軸レートセンサー超音波発信器

ジンバル

水

3軸加速度計軸レートセンサー超音波発信器

ジンバル

水深1.8m

ピン支持

超音波発信器

曲げ2軸ねじり1軸

水深1.8m

ピン支持

超音波発信器

曲げ2軸ねじり1軸

超音波受信機各点の運動を計測

固定超音波受信機各点の運動を計測

固定

36

メンテナンスの課題メンテナンスの課題• コンセプトのトレードオフ

– 丁寧な予防保全によって故障を防いで稼働率の向上を図る– 保守に行く往復回数を減らす

• 保安管理体制（電気事業法が定めるところの２時間以内のア保安管理体制（電気事業法が定めるところの２時間以内のアクセス）– 陸上の電気主任技術者が２時間以内に到達可能な範囲に設置– 洋上に前進基地を設置洋上に前進基地を設置– ヘリコプターの利用や、高速船の利用

• 通信手段の冗長性やアクセス能力の確保が必要洋上において 通信手段にトラブルが発生し かつアクセス性で– 洋上において、通信手段にトラブルが発生し、かつアクセス性で制限を受けた場合には、随時巡回方式は成立しなくなる可能性

• 点検、エラー・故障対応、災害対応等点検、 ラ 障対 、災害対 等– アクセス能力や輸送手段の確保– 浮体動揺下での作業性確保

• 陸上での考え方をそのまま洋上に持って行くのではな• 陸上での考え方をそのまま洋上に持って行くのではなく、総合的判断に基づく洋上での保守の在り方を検討

37

メンテナンス戦略メンテナンス戦略

戦略• メンテナンス戦略

– 故障モード、事故モードごとの戦略故障 、事故 戦略

– 設計思想との連携

メンテナンス最適化の基本思想• メンテナンス最適化の基本思想

– 最適メンテナンス時期の選択

• 発電ロスの最小化（⇔低風速時）

• ロジスティックコストの最小化（⇔気象・海象の選択）ロジスティックコストの最小化（⇔気象 海象の選択）

– 大型機材（大型ｸﾚｰﾝ船等）の使用の最小化

モニタリングシステム（CMC)の活用– モニタリングシステム（CMC)の活用38

メンテナンスの系統分類メンテナンスの系統分類

39

メンテナンス・ロジスティックの開発課題

ポ 船• サポート船の開発

– 作業員、資機材の輸送作業員、資機材 輸送

– 動揺低減

乗り移り装置• 乗り移り装置

– 動揺（相対位置変動）吸収機構

• 総合システム

港湾基地 母船方式– 港湾基地、母船方式

– ヘリコプターとの併用

総 ジ– 総合ロジスティック計画40

SCADASCADA（Supervisory Control And Data Acquisition）

主な機能・運転状態表示・運転状態記録故障状態表示・故障状態表示・故障通報・運転制御運転制御

出典：三菱重工HP41

年間故障率と稼働停止時間年間故障率と稼働停止時間

42

海技研の取組み例（維持管理）

• ｱｸｾｼﾋﾞﾘﾃｨｰの悪さ・・・計画的な維持管理が必要→ モニタリングの重要性→ モニタリングの重要性

⇒ 寿命モニタリング手法の検討

気象 海象 気象 海象材料特性

理論的相関値 計測ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

気象・海象 気象・海象

評価箇所の寿命ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ

評価箇所の応力履歴解析

評価箇所の応力

代表点の応力計測

海技研が培った実海域計測技術43

環境影響評価環境影響評価

浮体式施設は構造物を係留によ て固定する浮体式施設は構造物を係留によって固定する方式のため、一般に着床式より環境に与える影響は小さい影響は小さい

• 定量化データ取得の困難性• 定量化データ取得の困難性

• 底生生物の調査には、大水深の場合にはダイバー作業について多くは望めない。

• 魚介類の定量化のために適切な漁具・漁法の調達• 生物への影響評価手法が未確立

汎用性 ある生態系 デ が未確立 あり 予測 ため 必要– 汎用性のある生態系モデルが未確立であり、予測のために必要なパラメータ群も不明である。

• 評価基準が未確立であり、確立が容易でない、

44

海技研の取組み例（着床式での水中騒音計測例）

水中音（風車停止中） 水中音（風車運転中）水中音（風車停止中） 水中音（風車運転中）

（詳細は解析、検討中） 45

今後必要とされる調査・検討今後必要とされる調査・検討

風車および浮体シ ムと は それぞれ• 風車および浮体システムとしては、それぞれの分野で既往の技術に立脚しているが、それを統合 際 全体 適 び新規技術を統合した際の全体最適化、および新規技術課題

• 設計、製造・建造、設置、運用、メンテナンス、撤去のライフサイクルで見た場合の、最適化、撤去のライフサイクルで見た場合の、最適化、および新規技術課題

• 上記を踏まえた上での 事業性の評価および• 上記を踏まえた上での、事業性の評価および開発ロードマップ

46

ｻﾌﾟﾗｲﾁｪｰﾝ投資（英国の事例）ｻﾌ ﾗｲﾁｪ ﾝ投資（英国の事例）

Publically stated investment intent in supply chain 2010

39 54

436

150

Towers

Substructures

36861

Turbine

HVDC/Cables

PVessels861 Ports

Generators/Blades

Vessels

Ports

Vessels

6307

Demonstration Sites

SourceThe Crown Estate: Figures in £MSource The Crown Estate: Figures in £M

47

海外の専用作業船事例海外の専用作業船事例

Swire Blue Ocean MPI: Discovery FOW: Bold Tern (X2)Van Ord

Beluga Hochtief

RWE: 2 vessels 

MPI: Adventure

A2SEA: Sea InstallerSeajacks: Zaratan

各社HPより48

海外の基地事例（１）海外の基地事例（１）

SLP Energy 資料49

海外の基地事例（２）海外の基地事例（２）

Harland and wolff  HP50

海外の風車作業基地船（ｺﾝｾﾌﾟﾄ）の例海外の風車作業基地船（ｺﾝｾﾌ ﾄ）の例

維持管理作業用の専用船のコンセプト

ドックを装備

維持管理作業用の専用船のコンセプトが出始めた。

・ドックを装備・波高2.5mまで、作業ﾎﾞｰﾄを展開作業ﾎ ﾄを展開・1日当たり45基の風車作業が可能・全長187m・DP2装備200人乗り・200人乗り

出典：Offshore Ship Designers社 HP51

総合的技術構築総合的技術構築

52

主な技術課題主な技術課題低ｺｽﾄ化 性能 耐久・信頼性 環境調和性 系統関係

洋

上

連成振動解析技術 ◎ ◎

上

へ

の

気象・海象予測ｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ技術の高度化

◎ ◎ ◎ ◎

展

開

疲労照査技術 ◎ ◎

浮体式支持構造 ◎ ◎ ○

沖

合 洋上変電所 ○ ◎

浮

体

革新的風車技術

（2枚翼高速回転風車）

◎ ◎

式

出典：NEDO再生エネルギー白書53

技術ロードマップ技術ロードマップ

出典：NEDO再生エネルギー白書

54

標準化と企業競争力標準化と企業競争力

技術標準戦略 製 戦略 擦 合わ• 技術標準戦略と製品戦略の擦り合わせ

– 開発戦略とのリンク開発戦略 リンク

– 国際展開とのリンク

規格戦略の包括性• 規格戦略の包括性

– ビジネスモデルまで含めた包括的な戦略

• 旧規格・既往技術との互換性・連続性

既存の社内外インフラを最大限活用できること– 既存の社内外インフラを最大限活用できること

55

浮体式洋上風力発電の国際標準への取り組み戦略

事業者 害電力事業者の利害

メーカーの利害

製品輸入取り

JISへの早期取り込み

わが国の自然環境条

ライセンス生産

り組みの深

件および社会環境条件の適用

ライセンス＋

深化

輸出 キー技術の海外独占阻止

設計思想の適正化

改良出に進出

キ 技術の海外独占阻止↓

国内技術の適用

コンセプトの自主開発

性能評価指標の導入コンセプトの自由度確保

56

技術の流れ技術の流れ

既往の浮体施設

洋上 浮体式 風力発電施設洋上・浮体式の風力発電施設

洋上・着床式の風力発電施設

陸上 風力発電施設陸上の風力発電施設57

設計思想• 有人性

点検 保守要員の駐在確率 等 わが国の戦略– 点検・保守要員の駐在確率、等• 有人（船舶）

• 中間？？？

わが国の戦略：

わが国の自然• 中間？？？

• 無人（ブイ）

• 信頼性レベル

わが国の自然環境条件および社会環境条件信頼性レベル

– 適切な破損確率• 自然環境の再現期間

社会環境条件への適合を図る

自然環境の再現期間

• 部分安全率

• リスク・シナリオ

↓

全体最適にリスク シナリオ

– 浸水

– 係留の不具合 漂流

全体最適に留意

係留の不具合、漂流

– 等々58

我が国特有の事象（課題設定例）我が国特有の事象（課題設定例）

地震、津波 地震、津波に対する安全性評価手法

周辺航行船舶

性評価 法

船舶との衝突時の挙動周 舶→多い

船舶との衝突時の挙動評価手法（注）

海岸域の高い人口密度、漁等 高度

漂流時の挙動評価手法（注）

業等での高度利用および保全すべき自

（注）船舶衝突と漂流影響のクライテリアは、種々社会的環境条件にも依存するので、一概

全すべき自然・景観

種々社会的環境条件にも依存するので、 概に決めることはできない。

59

技術項目技術項目

• 設計思想 太斜字：風力発電特有• 自然条件

• 外力・荷重 赤字：浮体式独特

太斜 風 発電特有

• 材料・防食

• 構造設計（鋼、コンクリート）

赤字：浮体式独特青字：着床式と整合を取りつつ、

浮体式の要素を加味黒字 着床式（または陸上）を構造設計（鋼、 ンクリ ト）

• アンカー

• 係留

黒字：着床式（または陸上）をほぼ準用可能

係留

• 復原性

• 制御系と構造応答・疲労強度• 制御系と構造応答・疲労強度

• 機械および電気システム

• 曳航および設置• 曳航および設置

• 現地点検、モニタリング、維持管理 60

我が国のスタンス我が国のスタンス

• 浮体に関する理論的要素技術は世界横並び浮体に関する理論的要素技術は世界横並び→ノウハウの蓄積で欧米有利

• 浮体技術と風車技術の結合• 浮体技術と風車技術の結合立ち上がりは欧米に一日の長があるが・・・

→実用技術としては 今後開発競争→実用技術としては、今後開発競争

• コンセプト発想力・開発実現力→ベンチャ 起業の社会環境で欧米有利→ベンチャー起業の社会環境で欧米有利

わが国の当面の戦略：わが国の当面の戦略：標準は自由度の高い概念規定に留めて、早急の技術戦略立案早急の技術戦略立案

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性能評価指標の導入性能評価指標の導入

高性能製品を評価できる世界標準指標⇒競争力ツール

• 評価指標平均発電量平均発電量累積動揺量（機器の耐久性評価に使用）

• モード構成するパラメータ風、波浪、海流・潮流風、波浪、海流 潮流（標準的な自然環境を組合せを制定）

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