海洋教育フォーラム福島沖
浮体式洋上風力発電の現況

今北明彦
三井造船株式会社

1

内容
１．福島実証試験映像
２．日本における海洋再生可能エネルギー開発
３．風力発電４．浮体式洋上風力発電
５．福島プロジェクト2日本における海洋再生可能エネルギー開発

Wave Power Buoy
Generators (MES)

Oscillating Water
Column Wave Power
Generator (MHI Eng.)

Bottom-mounted
Tidal Current
Generators (KHI)

Floating Wind-Tidal
Current Turbine(MODEC)

Hydraulic Tidal
Current Generator(Sasebo H.I.)

Floating Thermal
Conversion Generator(JMU)

Moored Current
Generators (IHI)

Floating Wind turbine
Fukushima Project(MES, JMU, MHI, etc)

ASEF, 2014, KOREA

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内容
１．福島実証試験映像
２．日本における海洋再生可能エネルギー開発

３．風力発電４．浮体式洋上風力発電
５．福島プロジェクト

4陸上→洋上→着床式から浮体式へ

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洋上風力発電の現状
欧州や中国を中心に洋上風力発電の導入が増加
・世界の風力発電導入実績（２０１５年末）：４億３２８８万ｋW
１７％以上の成長率（累積ベース前年比）
・世界の洋上風力発電の導入実績（２０１５年末）：１２１１万ｋW
３８％以上の成長率（累積ベース前年比）
・日本の風力発電導入実績（２０１５年末）：３０４万ｋW（世界の0.7%)
・日本の洋上風力発電導入実績（２０１５年末）：５．３万ｋW
内浮体式は１．１万ｋW→ 世界をリード
日本では・陸上は山岳地、公園、居住地域などの制約
・着床式に適した遠浅の海が限られる
・浮体式が有望6

総合海洋政策本部 平成24年度版「海洋の状況及び海洋に関して講じた施策」

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内容
１．福島実証試験映像
２．日本における海洋再生可能エネルギー開発
３．風力発電４．浮体式洋上風力発電
５．福島プロジェクト8

浮体式風力発電
波、風、潮流による傾斜、動揺を小さくする工夫→ 海洋石油・ガス用浮体構造を適用し、さらなる工夫をする
ブレード
ピッチ制御、FRP製、雷対策
ナセル
発電機、増速機、（変圧器）
タワー
エレベータ、制御盤、（変圧器）
アップウィンド型（大多数）
ダウンウィンド型（日立）
ブレードピッチ制御：回転数一定
ヨー制御：風に向ける（アップウィンド）9

新形式提案例

WINFLO
Vertiwind

IDEOL

SPINFLOATGICON TLP

Deepwind10
浮体式洋上風力特別検討委員会,日本船舶海洋工学会,2015年7月

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主な浮体形式
セミサブ
（緩係留）

SPAR
（緩係留）

TLP
（緊張係留）

動揺有

有

小

適用水深

５０〜３００ｍ

１００〜３００ｍ

６０〜３００ｍ

建設コスト

中

小大課題

動揺、コスト

動揺、曳航、設置、水深

コスト、曳航、設置

搭載風車

耐動揺風車

耐動揺風車

陸上用風車可能 1112環境省 実証試験

http://goto-fowt.go.jp/home/spec/13

内容
１．福島実証試験映像
２．日本における海洋再生可能エネルギー開発
３．風力発電４．浮体式洋上風力発電

５．福島プロジェクト

14福島浮体式洋上ウィンドファーム
実証研究事業

http://www.fukushima-forward.jp/
福島洋上風力コンソーシアムは、経済産業省からの委託事業として、福島浮体式洋上ウィンドファーム実証研究事業を推進しています。本実証研究事業は、既設の2MW風力発電設備1基、7MW風力発電設備1基及び浮体式洋上サブステーションに加えて2016年夏に増設予定の5MW風力発電設備で構成され、世界初となる浮体式洋上風力発電所を実現するため福島県沖で浮体式洋上風力発電システムの実証研究を行い、安全性・信頼性・経済性を明らかにします。
15

福島洋上風力コンソーシアム

16

研究課題
観測と予測技術の確立
浮体式洋上風力発電技術の確立
浮体式送変電技術の確立
洋上風力発電用浮体の事前調査及び施工技術
高性能鋼材の開発
航行安全性
環境影響評価漁業との共存17

世界初浮体式洋上ウィンドファーム
構成：サブステーション、２MW、７MW、５MW （合計１４MW)

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５MW風車浮体（2016年夏設置）

サブステーション
２MW風車浮体
７MW風車浮体

福島洋上風力コンソーシアム パンフレット
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浮体式ウィンドファーム
サブステーション（ふくしま絆）
浮体形式：アドバンストスパー
機能：変電所、気象海象観測
２MW風車浮体（ふくしま未来）
浮体形式：コンパクトセミサブ
機能：２MW風車搭載
７MW風車浮体（ふくしま新風）
浮体形式：V字型セミサブ機能：７MW風車搭載
５MW風車浮体（ふくしま浜風）
浮体形式：アドバンストスパー
機能：５MW風車搭載
20
福島洋上風力コンソーシアム パンフレット

風車浮体概要
ふくしま未来ふくしま新風ふくしま浜風

２MW（日立製作所）

７MW（三菱重工）

５MW（日立製作所）

ロータ径

80m

167m

126m

ハブ高さ

65m

105m

86m

ブレード
先端高さ

105m

189m

150m

深さ

32m

32m

48m

稼働喫水

16m

17m

33m

長さ

57.5m

85m

59m幅64.2m

150m

51m

係留

カテナリ係留６本

風車

浮体

カテナリ係留８本

カテナリ係留６本
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設計
・無人の施設遠隔監視（SCADA, 警報, 浮体挙動、構造歪 etc.）
・規則
浮体式洋上風力発電設備に関するガイドライン
日本海事協会 ２０１２年７月
・設計寿命: 20 years
強度、疲労強度、腐食
５０年再現の波風潮流に耐える・風車と浮体の連成
浮体動揺と風車挙動
・ 風車からの条件
加速度、傾斜・ 送電線からの条件
移動範囲
・ 航行安全性AIS, 航路標識灯, 霧笛
・ O&M
乗り込み梯子, アクセス船用ガード

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Numerical calculation model

BLADED モデル• 数値解析
風車と浮体の連成解析
係留解析
強度解析、疲労解析
23ふくしま未来24

完成までの作業計画

設計

浮体建造

風車組立て

曳航
チェーン・アンカー作業船搭載
風車調整
小名浜港

係留展開
把駐力試験

係留接続

曳航

海底ケーブル接続
最終調整稼働（発電、モニタリング）
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浮体建造

風車組立て

曳航Towing boat arrangement

Towing route27

小名浜港着岸28

チェーン準備

アンカー準備(Photo credit: Shimizu Shinnittetsusumikin-enji JV (SSE JV))

29

係留展開

30

把駐力試験31

係留接続

IMDC, 2015, Tokyo

Connecting chain to the floater

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海底ケーブル接続

Power cable connection(Photo credit: Furukawa Electric Co.,LTD)33ふくしま未来 発電状況

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Akihiko Imakita
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co., Ltd35