成果報告書詳細
管理番号20150000000772
タイトル平成20年度成果報告書 新エネルギー技術研究開発 洋上風力発電技術研究開発 洋上風力発電実証研究F/S調査 茨城県
公開日2015/12/22
報告書年度2008 - 2008
委託先名パシフィックコンサルタンツ株式会社、東亜建設工業株式会社、学校法人早稲田大学、国立研究開発法人港湾空港技術研究所
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約 本調査は茨城県の鹿島港(港湾区域)における実証研究候補海域(以後、候補海域)において洋上風力発電のフィージビリティ・スタディ調査を行い当該海域における実証研究の実現可能性を評価することを目的とした。調査にあたっては候補海域における既往資料およびそれにもとづくシミュレーション等により全体設計の概略検討に必要な、社会的条件調査、気象調査、海象調査、海底地形・海底土質調査、環境調査を行った。
 社会的条件調査では、実証研究の実施に関連する法令、漁業協同組合、港湾管理者および海上保安庁等の社会的制約・許認可条件等の資料収集を行った結果、許認可や調整を必要とする制約条件もあるものの、許可取得等の段階で特に問題となる状況はないと評価された。また漁業協同組合連合会からは漁業補償料の双方合意の条件が整えば、実証研究事業に同意できることが確認できた。神栖市は、風力発電施設建設の指針として、「風力発電施設建設に関する取扱い要領」(平成17年7月)を定めており、港湾管理者(茨城県)の許可を得れば候補海域への設置は可能であることを確認した。
 気象調査では、候補海域において海上風などの特性、発電量、設備利用率、極地風速などをシミュレーション等により推定した。その結果、既往風況資料に基づくモデル風車(2,000kW級)の設置を前提にした地上高80mでの年平均風速は8.2m/sec、設備利用率は39.1%と算定された。実証研究の実施に際しては問題ない風況条件と評価した。また構造設計に際しては、連成振動等による問題もあることから、風応答解析による検討を行うことが重要であることを指摘した。
 海象調査では、候補海域において波浪、海潮流等の海象要素の特性と設計波を推定した結果、平均有意義波高は1.32mであり、冬季に高い傾向を示すが、5月-8月の4ヶ月間は年平均値より小さく波高1m程度となっており、一般的な日本沿岸の波浪状況と評価された。その他、潮位、海潮流、設計波等の設計条件を提示した。候補海域における着床基礎設置に伴う波浪・流況変化の予測シミュレーションを行った結果、風車設置の有無による波高差は数cm程度であり、その影響範囲は小さいことから船舶の航行などに支障を来たすことはないと推測された。
 海底地形・海底土質調査では、水深50m程度までの海底勾配は約1/300であり、湾状地形とは異なり地形的な影響を受け難いため、実証研究箇所として適していると評価した。また、周辺海域の土質は、表層にN値20程度の砂礫層が数メートル存在し、その下層はN値50以上の基盤層が存在しており、軟弱地盤層が確認されていないことから、基礎地盤として問題ないと推測された。
 環境調査では、候補海域において、騒音、流動、電波障害、水質、底質、生態系、漁業生物、景観等の実態調査を行い、概略の環境影響を検討した結果、本調査の範囲では既存資料が十分でないため、現地調査に基づく詳細な検討が必要な項目も確認されたが、環境条件に関しては概してその影響は軽微であると評価できた。
 これらの結果を総合的に判断すると、鹿島港(港湾区域)における候補海域での実証研究施設の実現可能性は高いと評価された。
英文要約The purpose of this survey is to conduct the feasibility study of offshore wind turbines (“WT”) in the targeted area (“Zone”) of demonstrative study (“Study”) in Kashima Port (Harbor area); and to evaluate the feasibility. Existing data and simulations were used to study social requirements, meteorological condition, oceanological observatory, configuration and geotechnical survey of sea bed and environment which are required for the comprehensive design.
The social restrictions and permit requirements are managed by related laws, regulations, Japan Fisheries Cooperatives (JFC), port authorities and the Maritime Safety Agency. Although there are a few restrictions which require permissions or negotiations, there are no major obstacles for application. The federation of JFC confirmed that it can agree with Study if compensation to fishery were satisfied. Kamisu city has a guideline for construction of wind-power generation, “The procedure for handling a construction of wind-power generation facility (2005.7)”. With this guideline, the WT construction is possible with permission by the port authority of Ibaraki.
As to the meteorological conditions, the wind above the ocean, energy production, the capacity factor and the extreme wind speed were estimated by using simulations. With considering installation of the model WT (2,000 kW) into the existing data, annual average wind at 80m height is 8.2m/sec. The facility utilization is estimated as 39.1%. Thus, the wind seems appropriate for Study. Besides, the structural design study based on wind response analysis seems important due to coupled vibration.
As to the oceanographic survey, several oceanographic factors were estimated. The average of significant wave is estimated as 1.32m. This has tendency to be high in winter; however, the height in 4 months (May-August) is 1 m, smaller than annual average. This trend is typical in Japanese coast. The design conditions are listed. Wave and current was predictively simulated based on installation of bottom-mounted foundation. The wave height difference due to the WT is a few centimeters, and the affected area is limited. Thus, WT construction seems not interfere with vessel passages.
As to the survey on submarine topography and marine soil, sea bottom slope was approx. 1/300 to the 50m depth. The Zone is different from bay-shaped topography and has little impact. Thus, the Zone seems suitable for the Study. Besides, the top layer of the sea bed in surrounding area is several meters of sandy gravel with N-value 20. N-value of the basement stratum is over 50 without soft ground layer. Thus, the sea bed seems suitable for foundation.
As to the environment, factual surveys of several factors were conducted. In some items, detailed survey with field survey is required due to lack of existing data. Negative effect is considered minimal based on the schematic analysis.
Thus, the feasibility of the Study in the Zone in Kashima Port (Harbor area) is considered high.
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