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1.は じ め に 世界規模での地球温暖化防止に対する機運の高まりを 受け,日本国内においても新エネルギーの中核として風 力発電の導入が急速に進んでいる。この流れの中,当社 が 2005 年 8 月から現地工事を行ってきた「銚子ウィンド ファーム」(写真 1)が 2007 年 2 月に竣工を迎えた。 本風力発電所は,エコ・パワー㈱が事業計画策定を行 い,同社が 100%出資して設立した銚子ウィンドファー ム㈱から当社が建設工事を受注したものである。風車に は荏原フライデラーウインドパワー㈱製の 1 500 kW 風 力発電機 7 基を導入した。同一発電所内に複数の風車を 設置するウィンドファーム案件としては同社初となる。 ここでは,その概要と特長について紹介する。 2.銚子ウィンドファームの概要 2-1 発電所概要 1 に銚子ウィンドファームの全体配置図を示す。設 置場所の千葉県銚子市は関東の東端に位置し,三方が海 に近く 1 年を通して良好な風に恵まれた土地である。本 風力発電所は銚子市内の標高 40 ~ 50 m 程度の台地上に建 設された。風車設置場所の周囲はほとんどが畑地である。 エバラ時報 No. 217(2007-10) 55 Wind Turbine Systems for Choshi Wind Farm by Kenji YAMASAKI, Kenji SUZUKI, & Takuya NAKANISHI The construction of Choshi Wind Farm, located in Chiba Prefecture and featuring the use of seven Ebara-Pfleiderer 1 500 kW wind turbine generator systems (Model EPW1570), had been completed in February 2007. This project is noteworthy in that it is Ebara- Pfleiderer’s first execution of it’s Wind Farm Plan which proposes the use of multiple wind turbine generators in a single wind farm. Keywords: Wind turbine generator system, Wind farm, Global warming, New and renewable energy, Choshi 〔納入製品・施設紹介〕 銚子ウィンドファームの竣工 山 賢 二 鈴 木 健 之 中 西 拓 也 風水力機械カンパニー エネルギー事業統括部 風力発電事 業室 プロジェクトグループ 本風力発電所は,風力発電設備(1500 kW×7基), 変電設備とそれらを結ぶ電線路,及び管理棟で構成され ており,発電所の総設備容量は10 500 kWである。また, 発電所全体の監視システムとして当社が開発した風力発 電所監視システムが導入されており,各風車と変電設備 の統合監視制御が可能となっている。なお,監視システ ムの開発については次号のエバラ時報で紹介する予定で ある。 2-2 風力発電設備概要 今回建設した荏原フライデラーウインドパワー㈱製 1 500 kW 風力発電機(EPW1570)の主な仕様を1 写真1 銚子ウィンドファーム Photo 1 Choshi Wind Farm 07-71 01/217

銚子ウィンドファームの竣工...2016/04/25  · Pfleiderer’s first execution of it’s Wind Farm Plan which proposes the use of multiple wind turbine generators in a single

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Page 1: 銚子ウィンドファームの竣工...2016/04/25  · Pfleiderer’s first execution of it’s Wind Farm Plan which proposes the use of multiple wind turbine generators in a single

1.は じ め に

世界規模での地球温暖化防止に対する機運の高まりを

受け,日本国内においても新エネルギーの中核として風

力発電の導入が急速に進んでいる。この流れの中,当社

が2005年8月から現地工事を行ってきた「銚子ウィンド

ファーム」(写真1)が2007年2月に竣工を迎えた。

本風力発電所は,エコ・パワー㈱が事業計画策定を行

い,同社が100%出資して設立した銚子ウィンドファー

ム㈱から当社が建設工事を受注したものである。風車に

は荏原フライデラーウインドパワー㈱製の1500 kW風

力発電機7基を導入した。同一発電所内に複数の風車を

設置するウィンドファーム案件としては同社初となる。

ここでは,その概要と特長について紹介する。

2.銚子ウィンドファームの概要

2-1 発電所概要

図1に銚子ウィンドファームの全体配置図を示す。設

置場所の千葉県銚子市は関東の東端に位置し,三方が海

に近く1年を通して良好な風に恵まれた土地である。本

風力発電所は銚子市内の標高40~50 m程度の台地上に建

設された。風車設置場所の周囲はほとんどが畑地である。

─ ─エバラ時報 No. 217(2007-10)

55

Wind Turbine Systems for Choshi Wind Farm

by Kenji YAMASAKI, Kenji SUZUKI, & Takuya NAKANISHI

The construction of Choshi Wind Farm, located in Chiba Prefecture and featuring the use of seven Ebara-Pfleiderer 1 500 kW windturbine generator systems (Model EPW1570), had been completed in February 2007. This project is noteworthy in that it is Ebara-Pfleiderer’s first execution of it’s Wind Farm Plan which proposes the use of multiple wind turbine generators in a single wind farm.Keywords: Wind turbine generator system, Wind farm, Global warming, New and renewable energy, Choshi

〔納入製品・施設紹介〕

銚子ウィンドファームの竣工

山 闢 賢 二 鈴 木 健 之 中 西 拓 也***

風水力機械カンパニー エネルギー事業統括部 風力発電事業室 プロジェクトグループ

本風力発電所は,風力発電設備(1 500 kW×7基),

変電設備とそれらを結ぶ電線路,及び管理棟で構成され

ており,発電所の総設備容量は10500 kWである。また,

発電所全体の監視システムとして当社が開発した風力発

電所監視システムが導入されており,各風車と変電設備

の統合監視制御が可能となっている。なお,監視システ

ムの開発については次号のエバラ時報で紹介する予定で

ある。

2-2 風力発電設備概要

今回建設した荏原フライデラーウインドパワー㈱製

1500 kW風力発電機(EPW1570)の主な仕様を表1に

写真1 銚子ウィンドファームPhoto 1 Choshi Wind Farm

07-71 01/217

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─ ─エバラ時報 No. 217(2007-10)

銚子ウィンドファームの竣工

56

示す。本機種はピッチシステムや増速機によるロータの

直接支持等により風の変動によって生じる荷重影響の軽

減が図られている。また,ナセル(写真2)は広い作業

スペースを有し,内部から直接ハブに進入できるメンテ

ナンス性に優れた構造となっている。

2-3 電気設備概要

電気設備は,変電設備,構内地中電線路及び風車タ

ワー内電気設備の三つの設備から構成されており,それ

ぞれの概要を表2に示す。

0 100 200 300 400 500(m)

1号機

2号機

3号機

4号機

5号機

6号機

7号機

変電設備・管理棟

電線路

図1 銚子ウィンドファーム全体配置図Fig. 1 Layout of Choshi Wind Farm

型式 EPW1570Type

定格出力 1 500 kWRated Power

ロータ直径 70 mDiameter of rotor

ハブ高さ 65 mHub height

ロータ定格回転速度 20.1 min-1Rated rotor speed

出力制御 ピッチ制御Power control Variable pitch control

可変速制御Variable speed control

カットイン風速 約3.5 m/sCut-in wind speed

カットアウト風速 25 m/sCut-out wind speed

定格風速 12 m/sRated wind speed

ブレード材料 GFRP※Material of blade

ブレード長さ 34 mLength of blade

タワー材料 鋼製Material of tower Steel

タワー上部直径 2.7 mDiameter of top tower

タワー下部直径 4.0 mDiameter of bottom tower

定格出力 1500 kWRated Power

総質量 199 tTotal weight

表1 EPW1570主仕様Table 1 Main specifications of EPW1570

※Glass Fiber Reinforced Plastics写真2 ナセル

Photo 2 Nacelle of EPW1570

07-71 02/217

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銚子ウィンドファームの竣工

エバラ時報 No. 217(2007-10)57

風力発電機で発電された電気は,風車タワー内で690 V

から22 kVへ昇圧後,構内地中電線路で変電設備へ送電

され,66 kVへ昇圧後,東京電力㈱の送電線に系統連系

され,売電される(図2)。

3.特 長

3-1 風車配置

風車の配置は,通常現地の風況観測塔により収集した

年間を通しての風向風速値を基にしたシミュレーション

により風力エネルギーを有効に利用できる配置をベース

としながら,実際の用地確保や施工性を考慮し幾度の変

更を経て詳細位置が決定される。本風力発電所において

はそれに加えて地域特性に応じた次の諸条件が考慮され

ている。

・周辺畑地への風車日影の影響範囲を最小限とするよ

う畑地の北端に配置する。

・風車設置により畑地が分断され耕作の利便性を阻害

しないよう用地境界に配置する。

・周辺住民の生活に影響を及ぼさないよう住宅から最

低400 m以上離す。

3-2 風車輸送据付

ナセル,ハブはドイツから,タワーは韓国から,ブレー

ドは室蘭から茨城県鹿島港まで海上輸送した。当初の予

定では,鹿島港から小型鋼船又は台船に積み替えて,千

葉県側の最寄港まで輸送を行う計画であったが,陸上輸

送経路上の障害物について詳細調査を行い,輸送架台の

改造や輸送車両の見直しを行った結果,全部材を鹿島港

から直接現場まで陸上輸送が可能となった。

各輸送品は現場の据付工事(写真3)スケジュールと

照らし合わせて綿密な調整を行い,据付に支障がないよ

う最適なタイミングで夜間輸送された(写真4)。

3-3 風車タワー内電気設備

風車を設置する場所が畑地のため,運用開始後に農作

業の支障にならないようにすること及び景観を損なわな

連系電圧Grid voltage 66 kV

主変圧器 12 MVA(ONAN)Main transformer 66/22 kV

特高配電機器 66 kV C-GIS※一式High voltage 22 kVスイッチギヤ一式SWGR 66 kV and 22 kV SWGR 1 lot

直流電源装置 一式DC supply 1 lot

風力発電所監視システム 一式Electrical SCADA 1 lot

電圧Voltage 22 kV

施設方法 管路式Cable installation Buried in underground

波付硬質合成樹脂管及び地中箱

Corrugated PE pipe andunderground box

ケーブル種類 CVTケーブルType of cable 22 kV CVT cable

光ファイバーケーブルOptical fiber cable

風車開閉器盤 24 kVRing main unit 1面タイプ 3台

1 panel version 3 unit3面タイプ 4台

3 panel version 4 unit

風車変圧器 1600 kVA(AN)Step-up transfomer 22/0.69 kV

航空障害灯 3基に設置Aircraft warning light Installed at 3 turbines

表2 電気設備概要Table 2 General outline of electrical equipment

変電設備

Substation equipment

構内地中電線路

Power distribution line

風車タワー内電気設備

Tower internal epuipment

※Cubicle type Gas Insulated Switchgear

写真3 風車据付工事Photo 3 Erection of wind turbine

07-71 03/217

写真4 夜間輸送(タワー)Photo 4 Tower transportation at night

07-71 04/217

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─ ─エバラ時報 No. 217(2007-10)

銚子ウィンドファームの竣工

58

VCT

θ

63T

33Q26T

63SG63SG

1500 kW

4号機

3φTR (T34) 1600 kVA 22/0.69 kV %Z=6%

800/5 A1

CT

MCCB (52G4)690 V 1600 A 45 kA

CT

LA×3 28 kV 10 kA

VD

28.8/0.075 A

LBS (89T34)

630 A24 kVDS (89T44)

630 A24 kV

VD

51GT14

3

VCB (52T4) 24 kV 200 A 16 kA

DS (89T54)24 kV630 A

51T4

VD

630 A24 kVDS (89T24)

630 A24 kVLBS (89T14)

ナセル制御盤

51GT24

LA×3 84 kV 10 kA

28 kV 10 kALA×3

A

1

A

2

Varh

12

φ cos

F

F

1

V

1

Vo

0V

V

2

2

Wcos φ

1

W51R

3

51GR

Var

f< 1

59RU> 1

95LR

164R

3

U< 27R

VTT

CTT

VTT

87T

d/ >

var

f> 95HR

CTT

3

VD

BCT 200/5 A

MDS (89R) 72 kV 800 A 25 kA

EVT

3

CTT

M

VCB (52R) 72 kV 800 A 25 kA

ES (ESR1) 72 kV 25 kA

Wh

ES (ESR2) 72 kV 25 kA

ES (ESR3) 72 kV 25 kA

パルス検出器 パルス変換器

1

3

51GB

1

LBS (89L) 24 kV 400 A PF5 A 40 kA

3φ TR (T2) 50 kVA 22 kV/210-105 V

100 A 127 Ω NGR

1

CT 100/5 A

バスダクト 600 A

R

VTTV

1

V

3φTR (T1) 12 MVA ONAN 66/22 kV %Z=22%

33

CT 500/5 A

CTT

A

1

A

LA×3 28 kV 10 kA

MVCB (52F) 24 kV 600 A 12.5 kA

51FCTT

3

CT 500/5 A 100/5 A

3

2

51B

CTT

BCT 200/5 A 3

1

CTT 51GF

CTT

CT 200/5A

CN

Wh

パルス変換器 パルス検出器

パルス変換器

CN

CLR

3φ 210 V 3φ 105 V

東京電力㈱ 66 kV 送電線 責任分界点

変電設備

構内地中電線路

風力発電設備

1~3号機へ 5~7号機へ

66000 110110 3

VT 22000/110 V

図2 単線結線図Fig. 2 Single line diagram of Choshi Wind Farm

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銚子ウィンドファームの竣工

エバラ時報 No. 217(2007-10)59

いようにすることから,各風車の22 kVの開閉を行う風

車開閉器盤(写真5)及び風車変圧器は風車タワー内に

設置した。万一機器が故障して,交換することになって

も,タワー出入口から搬出,搬入ができるように設計し

た。タワー内は設置スペースが限られているため,風車

開閉器盤はコンパクトな海外製を採用した。風車変圧器

もサイズを制限するとともに,タワー内で温度が高くな

るため,温度上昇を抑えた仕様にした。

3-4 雷保護対策

1 500 kWクラスの風車ブレード高さは地上から約100 m

に達するので,雷雲が発生すると風車タワーは避雷針の

役割を担う形となることから,風車ブレード等に落雷す

るケースが多い。

風車ブレードに落雷があった場合,雷電流はブレード

及びナセル内の接地線,タワーきょう体を通って風車タ

ワー周辺の大地に流れ込み,その結果接地極を含めた大

地全体の電位が上昇する。その際ブレード本体や風車内

及び周辺の電気機器,制御システム,通信システムなど

が絶縁破壊又は熱的破壊される危険性があることから次

に挙げる避雷対策を講じている。

(a)基礎接地極及び環状接地極を採用した統合接地

方式

(b)制御回路はシールド付ケーブルを採用

(c)通信回路は光ファイバケーブルを採用

(d)1000 V以下の回路には多数のサージ防護デバイ

ス(SPD)を設置。

4.お わ り に

荏原フライデラー製風車を採用した初のウィンドファー

ムを,当社は一括請負業者として納入した。これまで

の建設ノウハウと関係会社のご協力により,改善を重

ねることでより完成度の高い設備にすることができた。

建設工事に多大なるご協力・ご指導を頂いた銚子ウィン

ドファーム㈱及び関係各位に深く謝意を表する。

写真5 風車開閉器盤(3面タイプ)Photo 5 Ring main unit (3 panel version)

07-71 05/217