Title
メソ気象モデルを用いた超高解像度風況計算手法の開発( 内
容の要旨(Summary) )
Author(s)
橋本, 篤
Report No.(Doctoral
Degree)
博士(工学) 甲第261号
Issue Date
2005-03-25
Type
博士論文
Version
publisher
URL
http://hdl.handle.net/20.500.12099/1982
※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。氏 名(本籍) 学 位 の 種 類 学位授与番号 学位授与日付 専 攻 学位論文題目 橋 本 蔦(愛知県) 博 士(工学) 甲第 261号 平成17 年 3 月 25 日 環境エネルギーシステム専攻 メソ気象モデルを用いた超高解像度風況計算手法の開発 (Development ofthe method usingameteorologicalmod windcomputationwithveryhigh-reSOlution) 学位論文審査委員 (主査)教 授 安 田 孝 志 (副査)教 授 守 富 寛 教 授 藤 田 裕一
論文内容の要旨
近隣諸国の爆発的な経済発展や石油産油国の情勢悪化によるエネルギー需雲 暖化問題をはじめとする環境問題の顕在化に伴い,化石燃料に替わる環境負不 エネルギーの導入促進が求められている. 風力発電は数ある自然エネルギーの中でも経済性に優れたエネルギーであー 物質を排出しない環境負荷の少ないクリーンなエネルギーとして注目されてし ながら,風力発電においては,風力エネルギーの密度が風速の3乗に比例す々 発電設置候補地の検討を行う際には,いかに精度良く風を算出するかが決定自一 ってくる. 論文は,今乱更なる風力発電の発展が期待されるなかで,取得可能エネノ】 価や年間の発電量の推定を行う上で欠くことのできない,信頼性の高い風況ミ ョン手法の開発を最終目的として行ったものである.具体的には,メソ気象ヨ 用いて風況シミュレーションを行う際の数々の問題点を改善することで高郷 法を確立し,その手法を用いて伊勢湾沿岸域における解像度Ikmの高解像度月 作成と山岳部における解像度333mまでの超高解像度計算を行い,その有用セ ものである. 以下に主要な検討項目とその結論について述べる. 1.最小解像度約1kmの肌5のオリジナル地形データセットに対して,国土♯ 50mメッシュ標高データと100mメッシュ土地利用データからなる国土数イ酬 ヽ■ r｣■=｢さ算精度が大幅に改善することを明らかにした. 3.地表面付近の風況計算精度に直接的に影響する大気境界層(PBL:Planet8 LaYer)スキームに着目し,MM5に実装される5つのスキームの風況計算精虜 較･検討を行った.この結果,各スキームで計算された計算期間内の平均月 番ハブ高度周辺の風速バイアスが最大で1.5m/s(平均風速比写7%)もの大書 ることを明らかにし,気象モデルによる風況計算において大気境界層スキー 非常に重要になることがわかった.さらに,各PBLスキームの特長について印 各スキームの特徴を考慮した上で,計算の目的や場所,時期に合ったスキー 必要性があることを示した. 4.気象モデルの問題点および改善点の検討結果をもとに,計算条件を設定L 岸域における解像度1kmの新風況マップを作成し,旧風況マップとの比較カ の変更が風況計算精度に与える影響について比較･検討を行った.その結月 ップに対して新風況マップでは,沿岸部において風況計算精度は全ての統吾 向上することがわかった. 5.複雑地形を計算対象とし,水平解像度を3kmから333mへと超高解像度イt の計算精度に与える影響について検討を行った.その結果,微地形に対応し トラストが明確になり,解像度3kmから333mへの高解像度化に伴い,風渉 全ての統計値において向上する傾向があることがわかった.また,MM5にJ では,計算精度,計算コストの両面から,333m程度が高解像度化の実質的た ことを示した. 6.新エネルギー･産業技術総合開発機構(NEDO)の風況シミュレーション￠ 用いることにより,伊勢湾沿岸部や洋上でのオフショア風力発電や洋上風プ ては解像度1kmの風況マップで十分に適用可能であることを示した.また, いてウインドファームスケール(数km四方)の風況を把握するのであれば, の超高解像度計算を行うことで同様に適用可能であることを示した.
論文審査結果の要旨
本論文は,今後,大幅な事業拡大が望まれ,かつ,見込まれている風力発 風速の3乗に比例する期待発電量評価に必須となる風況シミュレーション≒ デルの高精度･超高解像度化によって開発したものである. 具体的には,50m格子の標高データと100m格子の土地利用データに基づ･用地形データセットを構築し,これを用いることによって気象モデルの解像應
とが大幅に向上することを明らかにした.また,地表面付近の風況計算精度1 虐⊥よ亡F覇16司 ヽ一■ Jし I l._｣Llt さl_虎塾r 亡1.んh ⊥R=rユゝ Lヽ′小n-t一口l._ _鼻一ヽやJし 巨∃ ヽお′l_Jし.∠･- t最終試験結果の要旨
これまでの研究業績および論文内容を中心とした事項について口答試験を行った結果, 合格と認められた.
