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公開番号2024070675
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-23
出願番号2022181302
出願日2022-11-11
発明の名称風況予測システム、および風況予測方法
出願人ジャパン・リニューアブル・エナジー株式会社,国立大学法人九州大学
代理人個人,個人
主分類G01W 1/10 20060101AFI20240516BHJP(測定;試験)
要約【課題】予め定められた場所の風況を予測する際、より実態に即したシミュレーションの結果に基づいた予測を行えるようにする。
【解決手段】予測支援サーバ10の制御部11では、情報取得部101が、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を少なくとも含む、風況の観測位置における予め定められた風向ごとの観測データからなる風況情報と、風況の予測の対象となる位置に関する情報とを取得し、情報生成部103が、風況情報と、風況の予測の対象となる予測対象位置に関する情報とに基づいて、予測対象位置の風況の予測を支援する予測支援情報を生成する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を少なくとも含む、風況の観測位置における予め定められた風向ごとの観測データからなる風況情報を取得する風況情報取得手段と、
風況の予測の対象となる位置に関する情報を取得する対象地点情報取得手段と、
前記風況情報と、風況の予測の対象となる予測対象位置に関する情報とに基づいて、当該予測対象位置の風況の予測を支援する予測支援情報を生成する予測支援手段と、
を有することを特徴とする風況予測システム。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記予測支援手段は、前記予測支援情報として、前記観測位置の風速を、前記予測対象位置の風速に換算するための風速比を少なくとも含む情報を生成することを特徴とする、
請求項１に記載の風況予測システム。
【請求項３】
前記予測支援手段は、前記風況情報から算出される、前記影響を示す値と風速を示す値との各々の前記風向ごとの出現頻度と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、
請求項１に記載の風況予測システム。
【請求項４】
前記予測支援手段は、前記影響を示す値と前記風速を示す値との各々の前記風向ごとの出現頻度から特定される、１以上の代表的な当該影響を示す値と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、
請求項３に記載の風況予測システム。
【請求項５】
前記予測支援手段は、複数の代表的な前記影響を示す値の前記出現頻度の平均値と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、
請求項４に記載の風況予測システム。
【請求項６】
前記影響を示す値は、前記観測位置と地表面との標高差および温度差と、当該観測位置の風速と、重力加速度とを少なくとも含む情報に基づき算出されたリチャードソン数の値により示されることを特徴とする、
請求項３に記載の風況予測システム。
【請求項７】
前記影響を示す値は、算出された前記リチャードソン数の値を、当該影響を示す値の前記出現頻度に応じて変化させた値により示されることを特徴とする、
請求項６に記載の風況予測システム。
【請求項８】
前記予測支援手段は、前記観測位置における中心角３６０度の方位を１６分割した風向の各々を１風向区分とし、当該１風向区分における中心の風向および両端の風向の各々の前記風況情報から算出される前記影響を示す値と前記風速を示す値との各々の出現頻度と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、
請求項３に記載の風況予測システム。
【請求項９】
前記予測支援手段は、前記１風向区分の中心角の大きさを維持した状態で、前記中心角３６０度の方位における当該１風向区分の配置を変化させた場合の当該１風向区分における中心の風向および両端の風向の各々の前記観測データと、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、
請求項８に記載の風況予測システム。
【請求項１０】
地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を少なくとも含む、風況の観測位置における予め定められた風向ごとの観測データからなる風況情報を取得するステップと、
風況の予測の対象となる位置に関する情報を取得するステップと、
前記風況情報と、前記風況の予測の対象となる位置に関する情報とに基づいて、当該風況の予測の対象となる位置の風況の予測を支援する予測支援情報を生成するステップと、
を含むことを特徴とする風況予測方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風況予測システム、および風況予測方法に関する。
続きを表示（約 4,400 文字）【背景技術】
【０００２】
風力発電所の建設前に行われる事業性評価は、風車の設置予定地の風速の予測値から試算される年間発電量に基づいて行われる。風車の設置予定地の風速の予測は、風況観測塔（以下、「マスト」と呼ぶ。）による１年以上に渡る風況の観測データに基づいて行われる。ただし、マストの設置場所と、風車の設置場所とが一致しないことが通常であるため、設置環境（地形など）の違い等による風況の違いを考慮する必要がある。このため、観測データを風車の設置予定地の風速に変換するための風速比が、３６０度の方位を１６分割した風向ごとにシミュレーションされる。（例えば、特許文献１、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－２０３７２７号公報
【非特許文献】
【０００４】
NKRE-GL-WFC01 日本海事協会ウインドファーム認証陸上風力編 https://www.classnk.or.jp/hp/pdf/authentication/renewableenergy/ja/windfarm/NKRE-GL-WFC01_July2021_Jpn_Corrected_October2021.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
３６０度の方位を１６分割した風向ごとの風速比をシミュレーションする場合、１風向あたり２２．５度の幅があるが、地形によっては風向が１０度変わることで風況が大きく変わってしまうことがある。さらに、従来から行われているシミュレーションでは、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響が考慮されない。このようなことから、従来から行われているシミュレーションの結果から実態に即した風況を予測することは困難である。
【０００６】
本発明の目的は、予め定められた場所の風況を予測する際、より実態に即したシミュレーションの結果に基づいた予測を行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載された発明は、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を少なくとも含む、風況の観測位置における予め定められた風向ごとの観測データからなる風況情報を取得する風況情報取得手段と、風況の予測の対象となる位置に関する情報を取得する対象地点情報取得手段と、前記風況情報と、風況の予測の対象となる予測対象位置に関する情報とに基づいて、当該予測対象位置の風況の予測を支援する予測支援情報を生成する予測支援手段と、を有することを特徴とする風況予測システムである。
請求項２に記載された発明は、前記予測支援手段は、前記予測支援情報として、前記観測位置の風速を、前記予測対象位置の風速に換算するための風速比を少なくとも含む情報を生成することを特徴とする、請求項１に記載の風況予測システムである。
請求項３に記載された発明は、前記予測支援手段は、前記風況情報から算出される、前記影響を示す値と風速を示す値との各々の前記風向ごとの出現頻度と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、請求項１に記載の風況予測システムである。
請求項４に記載された発明は、前記予測支援手段は、前記影響を示す値と前記風速を示す値との各々の前記風向ごとの出現頻度から特定される、１以上の代表的な当該影響を示す値と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、請求項３に記載の風況予測システムである。
請求項５に記載された発明は、前記予測支援手段は、複数の代表的な前記影響を示す値の前記出現頻度の平均値と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、請求項４に記載の風況予測システムである。
請求項６に記載された発明は、前記影響を示す値は、前記観測位置と地表面との標高差および温度差と、当該観測位置の風速と、重力加速度とを少なくとも含む情報に基づき算出されたリチャードソン数の値により示されることを特徴とする、請求項３に記載の風況予測システムである。
請求項７に記載された発明は、前記影響を示す値は、算出された前記リチャードソン数の値を、当該影響を示す値の前記出現頻度に応じて変化させた値により示されることを特徴とする、請求項６に記載の風況予測システムである。
請求項８に記載された発明は、前記予測支援手段は、前記観測位置における中心角３６０度の方位を１６分割した風向の各々を１風向区分とし、当該１風向区分における中心の風向および両端の風向の各々の前記風況情報から算出される前記影響を示す値と前記風速を示す値との各々の出現頻度と、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、請求項３に記載の風況予測システムである。
請求項９に記載された発明は、前記予測支援手段は、前記１風向区分の中心角の大きさを維持した状態で、前記中心角３６０度の方位における当該１風向区分の配置を変化させた場合の当該１風向区分における中心の風向および両端の風向の各々の前記観測データと、前記予測対象位置に関する情報とに基づいて、前記予測支援情報を生成することを特徴とする、請求項８に記載の風況予測システムである。
請求項１０に記載された発明は、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を少なくとも含む、風況の観測位置における予め定められた風向ごとの観測データからなる風況情報を取得するステップと、風況の予測の対象となる位置に関する情報を取得するステップと、前記風況情報と、前記風況の予測の対象となる位置に関する情報とに基づいて、当該風況の予測の対象となる位置の風況の予測を支援する予測支援情報を生成するステップと、を含むことを特徴とする風況予測方法である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の本発明によれば、予め定められた場所の風況を予測する際、より実態に即したシミュレーションの結果に基づく予測が可能になる。
請求項２の本発明によれば、予め定められた場所の風速を予測する際、より実態に即したシミュレーションの結果に基づく予測が可能となる。
請求項３の本発明によれば、予め定められた場所の風況を予測する際、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響と、風速との各々の出現頻度を考慮したシミュレーションの結果に基づく予測が可能となる。
請求項４の本発明によれば、予め定められた場所の風況を予測する際、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を示す値のうち１以上の代表的な値と対象地点情報とによるシミュレーションが行われるので、計算の効率化を図りながら実態に即した風況の予測が可能となる。
請求項５の本発明によれば、予め定められた場所の風況を予測する際、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を示す値のうち複数の代表的な値の出現頻度の平均値と対象地点情報とによるシミュレーションが行われるので、計算の効率化を図りながら実態に即した風況の予測が可能となる。
請求項６の本発明によれば、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を示す値を算出する際、従来から用いられている計算式による簡易な計算が可能となる。
請求項７の本発明によれば、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を示す値のうち解析の対象とする値を、出現頻度に応じて微調整できるので、より実態に即したシミュレーションが可能となる。
請求項８の本発明によれば、風況情報の取得単位が従来の１６区分から３２区分に増えることになるので、より実態に即したシミュレーションが可能となる。
請求項９の本発明によれば、１風向区分ごとに微調整できるので、より実態に即したシミュレーションが可能となる。
請求項１０の本発明によれば、予め定められた場所の風況を予測する際、より実態に即したシミュレーションの結果に基づく予測が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本実施の形態が適用される風況予測システムの全体構成の一例を示す図である。
図１の風況予測システムを構成する予測支援サーバのハードウェア構成の一例を示す図である。
予測支援サーバの制御部の機能構成の一例を示す図である。
予測支援サーバの処理の流れの一例を示すフローチャートである。
風力発電所の建設予定地とされている島の全体図である。（Ａ）は、島の平面図である。（Ｂ）は、島の平面斜視図である。
（Ａ）乃至（Ｃ）は、地表面の温度変化が大気の動きに与える影響を示す図である。
（Ａ）乃至（Ｃ）は、島の北端部に設置されたマストに対する他の３つのマストの風速の相関関係および風速比を表したグラフである。
（Ａ）は、温度変化影響値の一例である大気安定度を表すリチャードソン数（Ｒｉ）の値を算出する際に用いられる式の具体例を示す図である。（Ｂ）乃至（Ｄ）は、大気安定度と風速との風向ごとの出現頻度の一例を表したグラフである。
（Ａ）は、温度変化影響値の一例である大気安定度のばらつきと風速との関係を示すグラフである。（Ｂ）は、温度変化影響値の一例である大気安定度の出現頻度を示すグラフである。
（Ａ）は、一風向区分の具体例を示す図である。（Ｂ）は、解析の対象となる風向のイメージを示す図である。
（Ａ）乃至（Ｃ）は、風況予測の検証結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
（風況予測システムの構成）
図１は、本実施の形態が適用される風況予測システム１の全体構成の一例を示す図である。
風況予測システム１は、予測支援サーバ１０と、マスト端末３０－１乃至３０－ｎ（ｎは１以上の整数値）と、情報提供サーバ５０と、ユーザ端末７０とがネットワーク９０を介して接続されることにより構成されている。ネットワーク９０は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネット等である。なお、マスト端末３０－１乃至３０－ｎの各々を個別に説明する必要がない場合、これらをまとめてマスト端末３０と呼ぶ。
（【００１１】以降は省略されています）

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