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洋上風力発電の最前線と各種関連技術 情報機構の書籍

洋上風力発電の

最前線と各種関連技術

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発刊:2024年12月予定
定価:書籍版 75,900円 (税込(消費税10%))
   書籍版+PDF版セット 86,900円 (税込(消費税10%))
体裁:B5判 約570ページ
ISBN:978-4-86502-277-3

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洋上風力発電の最前線と各種関連技術 書籍

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本書のポイント

★洋上風力発電の促進・普及に向け、国内のインフラ・サプライチェーンの整備・充実が急務に!
★各種求められる要素・部材技術やその実状および様々な課題・対応を網羅、
 関連業務に従事または参入をお考えの方に必須の一冊です。


○洋上風力発電の国内外の政策・事業・開発動向と市場参入の着眼点
 :サプライチェーン・インフラの現状と課題、規制・標準化動向、コスト構造、リスク対策など
風車の設計・施工技術
 :構造設計および浮体式・着床式の組立・施工手順とその留意点
様々な部品・部材と関連技術
 :軸受・モータ等の設備系からブレード・磁石・浮体および塗料・潤滑剤、ケーブル、SEP船等まで、
  関連する様々な要素技術と対応する部材について
計測・制御技術
 :LiDAR、水中無線などのセンサー・測定技術から風況・発電量予測、ローター制御、系統連系・出力制御、AI活用まで
施工・長期運用に際し発生する各種課題とその対策
 :雷害、騒音、エロージョン、腐食、環境影響など
洋上での運用に欠かせない保守管理・メンテナンス技術
 :運転・維持管理の全体像から状態監視、ドローン・AI・水中ロボット等の新技術まで
運用後の廃棄・リサイクル処理技術
 :基本的な解体・廃棄・リサイクルフロー、ブレードを中心としたリサイクル処理技術や再利用用途など

執筆者一覧(敬称略)

織田 洋一  長崎大学
勝岡 洋一  日揮(株)
赤星 貞夫  一般財団法人 日本海事協会
牛房 義明  北九州市立大学
福本 貴聡  SOMPOリスクマネジメント(株)
松岡 裕二  損害保険ジャパン(株)
松信 隆   戸田建設(株)
村田 一城  国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
吉田 茂雄  佐賀大学
北小路 結花 ジャパン マリンユナイテッド(株)
神田 裕   日本精工(株)
野原 修   ナブテスコ(株)
宮本 恭祐  八幡電機精工(株)
荒井 純一  環境エネルギー技術研究所(株)
村井 基彦  横浜国立大学
大道 達雄  スーパーレジン工業(株)
野村 和宏  NBリサーチ
黒田 大聖  アクゾノーベルコーティング(株)
横山 翔   出光興産(株)
中村 元   信越化学工業(株)
徳永 祐二  東京製綱繊維ロープ(株)
米家 一洋  古河電気工業(株)
江副 誉典  (株)大林組
湯浅 大樹  東亜建設工業(株)
川端 浩和  国立研究開発法人 産業技術総合研究所
西村 直喜  (株)島津製作所
塩田 正純  元 工学院大学
角谷 啓   (株)日立製作所
原 尚之   大阪公立大学
鈴木 淳   電源開発(株)
内田 孝紀  九州大学
桐淵 大貴  (株)東芝
新海 健   東京工科大学
深沢 健   三菱商事洋上風力(株)
錦澤 滋雄  東京科学大学
山本 和男  中部大学
宮崎 哲也  (株)アイ・エヌ・シー・エンジニアリング
吉田 倫夫  (株)ナカボーテック
三島 望   秋田大学
細田 泰宏  ホライズン・オーシャン・マネジメント(株)
藤本 修平  国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所
西脇 雅裕  みずほリサーチ&テクノロジーズ(株)
松原 大佑  (株)イボキン
高谷 宗良  宏幸(株)
加山 広之  (株) ユーラスエナジーホールディングス

目次概略(各章にジャンプします)

第1章 洋上風力発電を取り巻く環境
第1節 世界と日本の洋上風力発電の開発動向・政策動向と課題
第2節 国内外のサプライチェーンの現状と動向
第3節 風力発電システムの国際標準、国内構造安全規制と認証制度について
第4節 洋上風力発電のコストと事業性評価について
第5節 洋上風力発電の事業リスクと対策・留意点
第6節 洋上風力の市場動向および参入の着眼点

第2章 風車の特徴および設計・組立施工技術
第1節 洋上風力発電の各種方式における構造・特徴と適地条件、最近の技術動向
第2節 風車の設計
第3節 風車の組立・施工技術
 第1項 浮体式の施工法・手順と施工技術
 第2項 着床式の施工法・手順と施工技術

第3章 設備・部品と関連技術
第1節 ローター・旋回部
 第1項 ローター・ブレード
 第2項 軸受( ベアリング)
 第3項 風力発電機ヨー旋回部の課題と最新技術
第2節 エネルギー変換・制御機器
 第1項 モータ・発電機
 第2項 コンバータ構成とその制御
第3節 浮体
第4節 素材・部材技術
 第1項 風力発電におけるFRP の活用に関して
 第2項 各種材料技術( 封止材、接着剤)
 第3項 塗料
 第4項 潤滑剤
 第5項 希土類磁石
 第6項 浮体式洋上風力発電用係留ロープについて
 第7項 ケーブルシステム技術
第5節 SEP 船

第4章 計測・制御・解析技術
第1節 センサー・測定技術
 第1項 洋上風力用LiDAR 技術
 第2項 水中無線技術とその応用の可能性
 第3項 洋上風力発電における水中音の計測と評価
第2節 運転制御・系統システム
 第1項 運転制御システム
 第2項 ローター速度制御
 第3項 系統連系と出力制御
第3節 解析・シミュレーション技術
 第1項 風況および発電量予測
 第2項 AI・シミュレーション技術活用による風車配置最適化
 第3項 風力発電における各種技術へのAI・ヒューリスティック適用展開

第5章 施工および運用時における各種対策
第1節 海底地盤の調査・評価
第2節 洋上風力発電に係る環境アセスメント
第3節 効果的な雷害対策の実現に向けて
第4節 洋上風力発電からの騒音およびその影響と低減対策
第5節 エロージョン現象の要因・影響・評価とその対策
第6節 洋上風力発電構造物における腐食・防食の特徴とその評価・対策技術
第7節 風力発電設備・システムの部位別故障リスクとその評価

第6章 洋上風力発電設備における運転・維持管理
第1節 国内洋上風力発電設備における運転・維持管理概要
第2節 各種保守管理・メンテナンス技術
 第1項 風力発電設備の状態監視とメンテナンス活用
 第2項 ドローンやAI 技術等の運用
 第3項 IoT 機器とクラウド活用による風力発電機の信頼性向上
 第4項 水中ロボット(ROV / AUV) の適用展開

第7章 解体・リサイクル技術
第1節 解体・廃棄・リサイクルフロー
第2節 各種リサイクル処理技術
 第1項 風車ブレードリサイクル技術
 第2項 ブレードを中心とした風力発電リサイクルに関するユーラスエナジーホールディングスの取り組み

詳細目次

第1章 洋上風力発電を取り巻く環境

第1節 世界と日本の洋上風力発電の開発動向・政策動向と課題
1. 洋上風力発電を巡る世界の動向
2. 洋上風力発電の歴史と基盤技術
 2.1 洋上風力発電の歴史と基盤技術
 2.2 着床式洋上風車
 2.3 浮体式洋上風車
3. 日本の洋上風力ポテンシャル
4. 日本の政策と課題
 4.1 洋上風力発電の拡大条件
 4.2 再エネ海域利用法( 現行制度)
 4.3 再エネ海域利用法の改正
 4.4 海外各国の洋上風力発電に関する事業推進プロセス
5. 浮体式洋上風力発電の開発動向
6. 発電コスト( 均等化発電原価) の低減方策
7. サプライチェーンとインフラ整備
 7.1 グローバルサプライチェーンとローカルサプライチェーン
 7.2 洋上風車のサプライチェーン
 7.3 洋上風車以外(BOP) に関するサプライチェーン
 7.4 浮体式洋上風車のサプライチェーン
8. 世界市場と国際競争力に関する課題
9. 我が国の新たな海洋産業としての課題と展望

第2節 国内外のサプライチェーンの現状と動向
1. 洋上風力におけるサプライチェーン
 1.1 サプライチェーンマネジメント
 1.2 サプライチェーンマネジメントの効率性
 1.3 洋上風力サプライチェーンにおけるコストと効率性の関係
 1.4 サプライチェーンクラスター
 1.5 サプライチェーンの課題とリスク
2. 海外洋上風力の進捗とサプライチェーン考察
 2.1 海外の洋上風力マーケットとサプライチェーンの変遷
 2.2 英国の洋上風力サプライチェーンの現状と今後
 2.3 英国のプロジェクト事例<浮体式洋上風力>
 2.4 英国のサプライチェーンの海外進出
 2.5 海外洋上風力サプライチェーンにおける課題
3. 洋上風力における国内産業発展の可能性と期待される効果
 3.1 国内洋上風力のサプライチェーンの現状
 3.2 国内産業の強みとポテンシャル
 3.3 国内の産業クラスター
 3.4 国内サプライチェーン拡大における課題

第3節 風力発電システムの国際標準、国内構造安全規制と認証制度について
1. IEC における国際標準化活動と国内への取入れ
 1.1 洋上風車に係る国際標準
 1.2 国際標準への適合性評価システム
2. 日本における風力発電の構造安全規制と民間活用
 2.1 電気事業法
 2.2 港湾法、再エネ海域利用法
 2.3 船舶安全法

第4節 洋上風力発電のコストと事業性評価について
1. 洋上風力発電のコスト構造と現状
 1.1 洋上風力発電コストの現状
 1.2 洋上風力発電のコスト構成について
 1.3 日本における洋上風力発電の供給価格の推移
2. 洋上風力発電の事業性評価
 2.1 採算性
 2.2 安全性

第5節 洋上風力発電の事業リスクと対策・留意点
1. 事業計画におけるリスク
 1.1 事業区域の特徴
 1.2 地域社会における役割
 1.3 SEP 船の傭船計画
2. 事業開始までのリスク
 2.1 Turbine Supply Agreement (TSA) をはじめとする各種契約
 2.2 設計、調達、建設、据付(EPCI:Engineering, Procurement,Construction, Installation) の計画と工程管理
3. 事業継続におけるリスク
 3.1 メンテナンス計画
 3.2 メンテナンス基地および実施体制
4. リスク対策における保険の役割
 4.1 洋上風力発電事業の保険
 4.2 洋上風力発電事業における保険の特徴
 4.3 リスクアセスメントの重要性
 4.4 保険の役割および課題

第6節 洋上風力の市場動向および参入の着眼点
1. エネルギー需要と洋上の風資源
2. 洋上風力の市場規模
3. 洋上風力の技術と競争力
4. 洋上風力の産業構造
5. 国内市場参入への着目点

第2章 風車の特徴および設計・組立施工技術

第1節 洋上風力発電の各種方式における構造・特徴と適地条件、最近の技術動向
1. 風力発電の基本的な各種方式と構造
 1.1 風車形式
 1.2 風車サイズ
 1.3 ロータ位置
 1.4 洋上風力発電の設置方法( 水深別タイプ)
2. 洋上風力発電の各種特徴( 着床式・浮体式)
 2.1 着床式洋上風力発電
  2.1.1 特徴と構造
 2.2 浮体式洋上風力発電
  2.2.1 特徴と構造
  2.2.2 係留方式とアンカー
3. 風車技術にかかわる最近の技術動向
 3.1 次世代の風車技術
 3.2 海底ケーブル( ダイナミックケーブル)
 3.3 適地選定・海洋空間計画(MSP:Marine Spatial Planning)
 3.4 沿岸・海洋域の災害リスク評価( 海底地すべりと津波)

第2節 風車の設計
1. 風車の設計法概要
 1.1 設計法概要
 1.2 要素の分類
2. 風車の概念設計
 2.1 風車サイズ
 2.2 風車クラス・設計耐用年数
 2.3 ロータ様式
 2.4 ドライブトレイン・発電システム様式
 2.5 制御・安全システム様式
3. 応答・荷重計算法
 3.1 応答・荷重解析モデル
 3.2 設計荷重ケース
 3.3 部分安全係数
 3.4 終局限界状態
 3.5 疲労限界状態
4. ブレード構造設計
 4.1 設計目標
 4.2 ブレード構造・材料
 4.3 固有振動数、振動モード
 4.4 ブレード~タワークリアランス
 4.5 終局限界状態
 4.6 疲労限界状態
5. ハブ構造設計
 5.1 ハブ構造
 5.2 ハブ設計法
6. ナセル構造設計
 6.1 ドライブトレイン形式
 6.2 ドライブトレイン設計
 6.3 ナセル架構
7. タワー構造設計
 7.1 タワー設計の概要
 7.2 固有振動数、振動モード
 7.3 一般部
 7.4 開口部、フランジ、ボルト
8. 本節のまとめ

第3節 風車の組立・施工技術

第1項 浮体式の施工法・手順と施工技術
1. 浮体式洋上風車の施工手順
2. 浮体式洋上風車の施工技術
 2.1 浮体輸送
  2.1.1 輸送計画
  2.1.2 ウェット輸送
  2.1.3 ドライ輸送
  2.1.4 輸送方法の選択
 2.2 風車搭載
  2.2.1 拠点となる港湾
  2.2.2 陸上クレーンによる搭載
  2.2.3 起重機船による搭載
 2.3 係留設置
  2.3.1 事前調査
  2.3.2 係留系設置(Pre-lay)
  2.3.3 係留接続(Hook up)
 2.4 撤去

第2項 着床式の施工法・手順と施工技術
1. 施工の流れ
2. 基礎工事
 2.1 モノパイル基礎
 2.2 ジャケット基礎
3. 海底ケーブル工事
 3.1 積込工
 3.2 揚陸工
 3.3 敷設・引込工
 3.4 埋設工
 3.5 接続工
4. 風車据付工事
 4.1 プレアッセンブルヤード整備
 4.2 風車部材の搬入・仮置き
 4.3 タワープレアッセンブル
 4.4 洋上据付
5. 試運転
6. 施工上の留意事項
 6.1 環境の保全
 6.2 施工期間
 6.3 作業船舶別の作業中止条件

第3章 設備・部品と関連技術

第1節 ローター・旋回部

第1項 ローター・ブレード
1. ローターの構成と機能
 1.1 システム構成
 1.2 要求機能
  1.2.1 駆動と制動
  1.2.2 エネルギー変換
  1.2.3 構造強度
2. 装置概要
 2.1 ローター
 2.2 ブレード
 2.3 ハブ
 2.4 ピッチ駆動システム
 2.5 ブレーキ機構
 2.6 支持構造
3. 産業構造
 3.1 ブレード
 3.2 ピッチ駆動システム
 3.3 ハブ
 3.4 支持構造

第2項 軸受( ベアリング)
1. 風力発電機用軸受
 1.1 主軸用軸受
 1.2 増速機用軸受
  1.2.1 遊星キャリア用軸受
  1.2.2 遊星歯車用軸受
  1.2.3 平行軸用軸受
 1.3 発電機用軸受
2. 風力発電機用軸受における設計および解析の現状
 2.1 風力発電機用軸受に対する設計要求
 2.2 軸、ハウジング剛性を考慮した軸受検討
 2.3 遠心力を考慮した軸受検討
3. 風力発電機用軸受の品質要求
4. 風力発電機用軸受の軸受技術紹介
 4.1 主軸用軸受
 4.2 増速機用軸受
 4.3 発電機用軸受

第3項 風力発電機ヨー旋回部の課題と最新技術
1. 風力発電機の構造と運転領域
2. ヨー旋回部の構造
3. ヨー駆動装置
4. ヨー旋回部の課題
5. ヨー旋回部課題解決のための先進技術紹介
 5.1 故障回避システム
 5.2 復旧方法の改善

第2節 エネルギー変換・制御機器

第1項 モータ・発電機
1. 大型風車に搭載される機器( モータ・発電機) とその役割
2. Yaw 軸駆動用モータ
3. Pitch 駆動用モータ
4. 風車用発電機
5. 機器( モータ・発電機) の保守( メンテナンス技術)

第2項 コンバータ構成とその制御
1. 風力タービン制御
2. 系統側コンバータの構成と特性
3. 風車側コンバータの構成と特性
4. チョッパと抵抗
5. 系統故障時の運転継続
6. 大容量化
7. 洋上風力の場合の課題

第3節 浮体
1. 沈まない条件
2. 正立して安定に浮くこと ~ GM が正で復原力がある
3. 傾斜モーメントに対して転覆しない ~傾斜角の読み取り
 3.1 復原力曲線(GZ 曲線)
 3.2 風荷重による傾斜モーメントによる傾斜角
 3.3 搭載物の移動による傾斜モーメントと傾斜角
 3.4 浮体に吊り下げ物がある場合の復原力曲線の補正
 3.5 傾斜試験
 3.6 動的復原性
4. 波に同調しない浮体 ~揺れの固有周期を知る
 4.1 浮体の上下揺れの固有周期
 4.2 浮体の横揺れの固有周期

第4節 素材・部材技術

第1項 風力発電におけるFRP の活用に関して
1. FRP に関して
 1.1 FRP とは
  1.1.1 強化繊維の種類
  1.1.2 マトリックス樹脂の種類
  1.1.3 複合材の力学特性
 1.2 FRP の製造方法
  1.2.1 ハンドレイアップ成形
  1.2.2 オートクレーブ成形
  1.2.3 プレス成形
  1.2.4 VaRTM ( バキューム・アシスト・レジン・トランスファー・モールディング) 成形
  1.2.5 引抜成形
2. 風力発電でのFRP の活用部分
 2.1 ブレードでのFRP の使用箇所
 2.2 ブレードの製造方法
 2.3 ナセル部分でのFRP の使用箇所
3. 今後の課題
 3.1 メンテナンスに対する課題
 3.2 軽量化の課題
 3.3 廃棄及びリサイクルに関する課題

第2項 各種材料技術( 封止材、接着剤)
1. 構造系材料
 1.1 ブレードの構造
 1.2 ブレードの成型法
  1.2.1 引き抜き成型(Pultrusion)
  1.2.2 VaRTM 成型(Vacuum assisted Resin Transfer Mold)
 1.3 ブレード用マトリックス樹脂
 1.4 ブレード用接着剤
2. 設備系材料
 2.1 各設備の役割
  2.1.1 発電機で使用される封止材、接着剤
  2.1.2 コンバーターで使用される封止材、接着剤
  2.1.3 変圧器で使用される封止材、接着剤

第3項 塗料
1. 洋上風力発電における防食
2. 洋上風力における主要な国際規格
3. ISO 12944:防食塗装システムによる鋼構造物の腐食防食
4. NORSOK M-501:表面処理と防食塗装
5. その他の国際規格
6. 洋上風力において最も腐食環境の厳しい基礎構造部の防食仕様

第4項 潤滑剤
1. 潤滑剤使用箇所
2. 潤滑剤の種類
3. 潤滑剤の重要性
4. 風車用増速機油の実機使用状況調査
5. 風車用増速機油の性能評価
 5.1 供試油
 5.2 酸化安定性
 5.3 歯面保護性
 5.4 軸受保護性
 5.5 まとめ

第5項 希土類磁石
1. 永久磁石の特性
2. 高性能Nd 磁石
 2.1 磁気特性
 2.2 資源問題と粒界拡散/ 粒界改質磁石
3. Nd 磁石の発電機への適用

第6項 浮体式洋上風力発電用係留ロープについて
1. 係留ロープの材質
 1.1 合成繊維ロープに使用する一般的な材料
  1.1.1 合成繊維について
2. 係留ロープのロープ構造
 2.1 合成繊維ロープ構造
  2.1.1 撚り構造ロープ
  2.1.2 組み構造ロープ
3. 浮体式洋上風力発電向け係留ロープの構造
 3.1 高強度化
 3.2 長尺化
 3.3 フィルター
 3.4 その他( 係留ロープ以外)
4. 係留ロープの疲労性について
 4.1 ロープ材料別疲労性
 4.2 ロープ構造別耐疲労性
5. 係留ロープ 今後の課題
 5.1 日本のサプライチェーンの構築
 5.2 係留ロープの製作場所、保管場所
 5.3 引張試験機の能力不足
 5.4 市場の動向

第7項 ケーブルシステム技術
1. 洋上風力発電のケーブルシステム構成
2. ケーブル
 2.1 エクスポートケーブル
 2.2 インターアレイケーブル
3. アクセサリ
 3.1 電気的アクセサリ
 3.2 機械的アクセサリ
 3.3 その他アクセサリ
4. 国内外の案件形成動向
5. 最新の技術動向

第5節 SEP 船
1. SEP 船建造の背景
2. 基本仕様
 2.1 特長
 2.2 主要諸元
3. 主要機器
 3.1 昇降装置及びレグ
 3.2 ジブクレーン
 3.3 自動船位保持装置(DPS)
 3.4 操船ウインチ
 3.5 船内電源
 3.6 モニタリング・制御・支援のシステム
4. 居住施設

第4章 計測・制御・解析技術

第1節 センサー・測定技術

第1項 洋上風力用LiDAR 技術
1. 風計測LiDAR の概要
 1.1 風計測LiDAR の計測原理
 1.2 風計測LiDAR の種類と洋上風力発電での活用
  1.2.1 鉛直型LiDAR
  1.2.2 ナセルLiDAR
  1.2.3 スキャニングLiDAR

第2項 水中無線技術とその応用の可能性
1. 光無線通信用デバイスの進化
2. 水中光無線通信装置の開発( 要素開発)
 2.1 開発の経緯
 2.2 試験結果
3. 水中光無線通信装置の開発( 製品開発)
 3.1 装置のシステム設計
 3.2 装置の概要
4. 製品の応用例
5. 音響通信機との組み合わせ

第3項 洋上風力発電における水中音の計測と評価
1. 洋上風力発電で利用する基本的な要因について
 1.1 水中音の基本的要因について
 1.2 各種音源について
2. 水中音の計測方法
 2.1 水中音源とその特性について
 2.2 水中音と騒音の計測機器について
 2.3 水中音の計測方法について
3. 評価方法
 3.1 各国の海洋哺乳類や魚類等の水中音に関する規制について
 3.2 海洋哺乳類や魚類等に影響を与えやすい環境項目について
  3.2.1 聴覚障害
  3.2.2 行動阻害
  3.2.3 マスキング
  3.2.4 物理的傷害
 3.3 海外の水中音に関するガイドラインについて
  3.3.1 音源特性評価(NMFS:国立海洋漁業局 2018)
  3.3.2 海洋哺乳類の聴覚グループ(NMFS 2018)
  3.3.3 衝撃性音源と非衝撃性音源の永久的閾値シフト(PTS) の発症(NMFS 2018)
  3.3.4 衝撃性音源と非衝撃性音源の一時的閾値シフト(TTS) の発症(NMFS 2018)
  3.3.5 行動障害の発症
  3.3.6 魚類の身体的損傷の発症
 3.4 海洋哺乳類と魚類等の聴覚閾値について   3.4.1 米国 カリフォルニア州運輸局の研究成果(2024 年4 月)
  3.4.2 社団法人 日本水産資源保護協会 1997 年( 平成9 年)
  3.4.3 Southall らの研究成果(2019)
 3.5 新たなNOAA ( 米国海洋大気庁) のガイドラインについて

第2節 運転制御・系統システム

第1項 運転制御システム
1. 運転制御システムの構成
2. 風力発電システムの運転制御方法
 2.1 着床式
 2.2 浮体式
  2.2.1 浮体式洋上風力発電システム運転時の課題:浮体動揺の発生
  2.2.2 浮体動揺の抑制方法

第2項 ローター速度制御
1. 定格風速以下の領域におけるローター速度制御
2. パワー係数の最大化を目指した発電機トルク制御則
3. シミュレーションによる応答の確認

第3項 系統連系と出力制御
1. 洋上風力の系統連系
 1.1 洋上風力の系統連系
 1.2 系統確保スキームについて
 1.3 今後の系統整備について
2. 系統アクセス手続き
 2.1 系統アクセス手続き
 2.2 事前相談
 2.3 接続検討の申込み
 2.4 接続契約の申込み
 2.5 系統連系における課題と相談先等
3. 出力制御
 3.1 出力制御について
 3.2 出力制御の上限撤廃
 3.3 出力制御システム
 3.4 需給バランス制約による出力制御の状況
 3.5 出力制御順の見直し
 3.6 出力制御量の想定

第3節 解析・シミュレーション技術

第1項 風況および発電量予測
1. 風車ウエイク現象とは
2. 国内における風車ウエイク研究の位置づけと経済効果
3. 風車ウエイク現象を考慮した発電量予測
4. 風車ウエイク現象に対する大気安定度の影響
5. 風車ウエイク研究の今後の方向性
6. 浮体式風車ウエイク研究

第2項 AI・シミュレーション技術活用による風車配置最適化
1. 風車配置の設計問題
 1.1 風車配置の設計
 1.2 風車配置とケーブル接続の同時設計
2. 風車配置最適化手法の文献
 2.1 風車配置最適化
 2.2 風車配置とケーブル接続の同時最適化
3. シミュレーション最適化技術を用いた風車配置最適化
 3.1 手法の概要
 3.2 推定モデル構築
 3.3 最適化手法
4. 風車配置とケーブル接続の同時最適化
 4.1 同時最適化手法
 4.2 手法の評価

第3項 風力発電における各種技術へのAI・ヒューリスティック適用展開
1. 洋上風力発電における各種技術へのAI・ヒューリスティック適用状況
2. 風力発電の設計分野におけるAI・ヒューリスティック適用事例
 2.1 多目的遺伝的アルゴリズムによる水平軸風車のハブフローガイド経常最適化
 2.2 強化学習による垂直軸風車ブレードの断面形状改良

第5章 施工および運用時における各種対策

第1節 海底地盤の調査・評価
1. プロジェクトエリアの海底地盤の成層状態を把握するための調査
 1.1 物理探査
 1.2 水深・海底地形調査
 1.3 海底面調査
 1.4 音波探査
2. 工学的基盤特定のための調査
 2.1 工学的基盤調査
 2.2 PS 検層
 2.3 海底微動アレイ探査
3. 着床式基礎設計・解析のための調査
4. 浮体式係留アンカー設計・解析のための調査
5. ケーブル敷設に係る設計・解析のための調査
6. 海上における地盤調査方法
 6.1 設計・解析用地盤パラメータの取得
 6.2 海底地盤調査用作業足場・船
 6.3 CPT の活用
 6.4 海底地盤の三次元可視化
7. 地盤リスクの評価と対応策立案のための調査
 7.1 ジオハザードの調査
 7.2 その他のリスクの調査

第2節 洋上風力発電に係る環境アセスメント
1. 環境アセスメントの基本的な仕組み
 1.1 配慮書
 1.2 方法書
 1.3 調査・予測・評価
 1.4 準備書と評価書
 1.5 報告書
 1.6 市民・大臣・知事等の意見
2. 洋上風力の環境アセスメント手法と技術的課題
 2.1 洋上風力発電の事業特性と地域特性
 2.2 洋上風力アセスにおけるベースライン情報
 2.3 洋上風力アセスにおける評価項目の取扱い
 2.4 調査・予測の方法と留意点
 2.5 事後調査と順応的管理
3. 洋上風力の環境アセスメントに係る制度の動向と今後の展望
 3.1 再エネ海域利用法の改正に向けた動き
 3.2 排他的経済水域(EEZ)における洋上風力発電の環境アセスメント

第3節 効果的な雷害対策の実現に向けて
1. 耐雷性能の向上とモニタリング
2. 増大する落雷リスクとその対策
3. 稼働率保証の課題
4. モニタリングの重要性
 4.1 落雷検出装置
 4.2 SCADA
 4.3 カメラシステム
 4.4 メンテナンスデータ管理アプリ

第4節 洋上風力発電からの騒音およびその影響と低減対策
1. 発電用風車から発生する騒音
 1.1 騒音の発生源・発生部位
 1.2 風車の大型化・発電所の大規模化
 1.3 空力音の発生機構
 1.4 幅変調音・スウィッシュ音
 1.5 機械音の発生機構
2. 洋上風力発電騒音の影響・評価
 2.1 洋上風力発電施設からの騒音伝搬予測
 2.2 居住地域における騒音の評価
3. 風車騒音の低減対策
 3.1 空力音の低減対策技術
 3.2 機械音の低減対策技術
 3.3 騒音発生の制御・管理

第5節 エロージョン現象の要因・影響・評価とその対策
1. エロージョンの概要
2. エロージョンのメカニズム
 2.1 レインエロージョン
 2.2 固体粒子エロージョン
3. エロージョンの影響
 3.1 構造的な影響
 3.2 空力的影響
4. エロージョンの評価・試験方法
 4.1 エロージョン分類
 4.2 実機風車におけるエロージョンの観察方法
 4.3 材料試験
5. エロージョン対策
 5.1 コーティング
 5.2 シェル、テープ、カバー製品
 5.3 エロージョンセーフ運転

第6節 洋上風力発電構造物における腐食・防食の特徴とその評価・対策技術
1. 腐食作用とその評価
 1.1 鋼材の腐食及び腐食速度
 1.2 構造表面の摩耗作用( サンドエロージョン・コロージョン)
2. 腐食の防止と防食設計
 2.1 防食工法の選定に関する基本的な考え方
 2.2 電気防食工法
 2.3 被覆防食工法
 2.4 腐食しろ
 2.5 国内実施例
3. 維持管理
 3.1 杭式基礎( モノパイル構造)
 3.2 杭式基礎( ジャケット構造)
4. 浮体式洋上風力発電設備の防食対策

第7節 風力発電設備・システムの部位別故障リスクとその評価
1. 風力発電システムの運転データについて
2. 陸上風力発電所の部位別故障リスクについて
3. 故障モード影響解析による故障の重大さの考慮
4. 欧州における陸上/ 洋上風力発電所の運転実績
5. 将来の国内風力発電所の故障リスクについて

第6章 洋上風力発電設備における運転・維持管理

第1節 国内洋上風力発電設備における運転・維持管理概要
1. 国内洋上風力発電設備における運転・維持管理概要
2. 国内着床式洋上風力発電設備における維持管理概要
 2.1 国内着床式洋上風力発電設備の各部位における維持管理の考え方
 2.2 定期点検周期
 2.3 維持管理体制
 2.4 維持管理に関する記録・保存
 2.5 洋上風力発電設備の撤去
 2.6 その他事項
3. 国内浮体式洋上風力発電設備における維持管理概要
4. 国内洋上風力発電設備の維持管理における新技術の活用
【参考資料:国内着床式洋上風力発電設備の下部構造・基礎等の点検診断計画】
1. 点検診断の種類
2. 点検診断の項目
3. 下部構造・基礎等の性能低下度の評価

第2節 各種保守管理・メンテナンス技術

第1項 風力発電設備の状態監視とメンテナンス活用
1. 風力発電設備の状態監視
2. 状態監視技術の風力発電設備メンテナンスへの活用

第2項 ドローンやAI 技術等の運用
1. ドローンによる風力発電設備の点検
2. 機械学習などによる損傷検知
3. その他の先進的な計測技術

第3項 IoT 機器とクラウド活用による風力発電機の信頼性向上
1. 保守管理・メンテナンス作業
2. 風車の故障を未然に予知して防ぐメンテナンスシステムの構築
3. 先進メンテナンスシステム
 3.1 統合コンディションモニタリングシステム
 3.2 統合コンディションモニタリングシステム

第4項 水中ロボット(ROV / AUV) の適用展開
1. 水中ロボットの概要
 1.1 歴史・技術進展の動向
 1.2 水中ロボットの種類
  1.2.1 ROV 概要
  1.2.2 AUV 概要
 1.3 水中ロボットの特徴
  1.3.1 ハード的視点・使用例
  1.3.2 ソフト的視点・使用例
2. 洋上風力発電における水中ロボットの適用
 2.1 ユースケース①:海面下構造物の点検
 2.2 ユースケース②:ダイナミックケーブルやブイの点検
 2.3 ユースケース③:漁業への影響・集魚の効果の調査
3. 洋上風力発電への適用の今後の方向性
 3.1 水中ロボット等の今後の技術進展
  3.1.1 通信無線化
  3.1.2 水陸両用化
  3.1.3 自動運航化
 3.2 洋上風力発電における水中ロボット等の今後の役割・可能性

第7章 解体・リサイクル技術

第1節 解体・廃棄・リサイクルフロー
1. 国内の風力発電設備市場、解体動向
2. 当社が従事した洋上風力発電設備解体の実績について
3. 今後の巨大洋上風車解体の課題とポイント

第2節 各種リサイクル処理技術

第1項 風車ブレードリサイクル技術
1. 風車ブレードの構造および素材
2. 従来の風車ブレードリサイクル方法と処理の実態
3. 当社の風車ブレードリサイクル技術
4. FRP リサイクル品とその用途
5. 洋上風力発電風車ブレードの特徴とリサイクル性
6. 風車FRP ブレードリサイクルのCO2 削減効果

第2項 ブレードを中心とした風力発電リサイクルに関するユーラスエナジーホールディングスの取り組み
1. 風力発電リサイクルの現状
 1.1 今後増加する風力発電所の撤去工事
 1.2 風車撤去工事におけるリサイクル
 1.3 ブレードリサイクルの課題
2. 検討中のブレードリサイクルとその現状
 2.1 マテリアルリサイクル( モノ→モノ)
 2.2 サーマルリサイクル( モノ→熱)
 2.3 ケミカルリサイクル( モノ→素材)
3. ブレードリサイクルについての今後の展望

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