洋上風力発電向け気象・海象予測システム「MetOcean Navi」
日本気象株式会社 名川 広志、高祖 研一、西嶋 裕
はじめに：洋上風力発電事業の背景た当社は、気象会社としての強みである気象・海象

洋上風力発電は、2050 年カーボンニュートラル

予測技術を活かし、洋上風力発電に特化した気の実現に向けて、主力電源として導入拡大が期待

象・海象情報サービス MetOcean Navi を開発した。

されている。2016 年に施行された改正港湾法、な

本稿では、MetOcean Navi の開発と導入にあた

らびに 2019 年に施行された再エネ海域利用法でり、まず背景などの基本的な部分について述べ、海域の長期間占有が認められるなど事業環境が次に検討する課題を示す。

整ったことで、長崎県五島市沖や千葉県銚子市沖、秋田県沖などで計画が進んでいる。2020 年に政府

MetOcean Navi 開発の背景がまとめた「洋上風力産業ビジョン」では、2030 年

当社は、洋上風力のコンサルティングを提供すまでに 10GW、2040 年までに 30～45GW の導入目るなかで、クライアントから様々な相談を受け、その標が示された。

課題解決に取り組んでいる。その中で、特に多か

当社の洋上風力発電への取り組みは、2016 年

った要望が、国内の洋上風力事業の運用に役立に改正港湾法が施行される前から始まっている。

つ高精度な気象・海象予測を提供して欲しいという当社はすでに欧州で導入が進んでいた洋上風力声であった。

発電に注目し、日本における洋上風力発電の発展洋上風力の分野に携わる多くの事業者に有用を予想していた。そこで、風況調査を強みとしていな気象・海象システムを開発するにあたり、洋上風る当社は、洋上風況観測塔が存在しなくとも洋上力発電施設の現場作業部門ならびに管理部門にの風況を観測可能なスキャニングライダー技術において、多くのご意見をいただきながら検討を重ね、着目した。

まずは重要度の高い項目をはじめに開発を手がけスキャニングライダーとは、水平方向にレーザーた。

を照射し、風向風速を測定するリモートセンシング機器である。従来から扱ってきた鉛直ライダーも含めて、多様なリモートセンシング機器による風況観測やデータ解析の技術を積み上げてきたことにより、複数の NEDO（国立研究開発法人新エネルギー産業技術総合開発機構）プロジェクトにおいて、洋上の風況観測やデータ解析に携わっている。
直近のプロジェクトでは鉛直ライダーをブイに搭載したフローティングライダーも採用しており、リモートセンシング機器はさらに多様化してきている。

図 1 MetOcean Navi 風向・風速

その設置やメンテナンスに関わる作業では、風況だけでなく波浪などの海象情報の重要性を実感し

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概要に台風・波浪・落雷などは世界有数の厳しい環境

MetOcean Naviは、洋上風力事業に係わる調査である。また、地震や津波の発生もある。そのたから、建設、運用、メンテナンス、撤去まで、長期にめ、海外の技術をそのまま活かせるものではない。

渡る壮大なプロジェクトのリスクマネジメントを、効そこで、当社では国内の気象・海象条件をより精細率的にサポートするWebシステムである。日本国内に考慮した独自モデルを用いて、国内環境に最適の厳しい海象条件下の作業には欠かせない機能化した気象・海象予測の開発を行った。

を有している。
洋上風力事業では台風や、高波、落雷などの自特長然現象が大きく影響する。日々の気象・海象判断

1．Marine Warranty Surveyの施工基準に準拠を適切に行うことで、航行や現地作業の安全性をMarine Warranty Survey : マリンワランティサー確保するだけでなく、作業スケジュールの最適化

ベイ（以下、MWS）とは、洋上施工に関する基準など経済的にも大きなインパクトを与える。

（NKガイドライン）への適合性を確認する機関であ洋上での作業は大小問わず傭船を伴うため、海る。確認項目としては、①施工方法自体に問題が象による作業船（SEP船、ジャッキアップ船、クレーないか（作業計画、段取りなど）、②承認がとられたン船等）の回航及び待機等は、大きなコストがかか機器、または証明書のついた装置が現場で使わる。より高い精度でスケジューリングを行うことが重れているか③資格保有者が従事しているか、④実要である。

際の工事を行う際の気象・海象条件を現場で確認する。項目をクリアした時点で工事承認証明書が発行され、その工事については保険の適用が認められる。そのため証明書が発行されていない状態での工事については保険が適用できない。③については自然災害リスク（不適切な気象条件下での作業）が含まれ、MWSの現場検査では、気象・海象予報を日々適切に確認しているか、信頼できる気象会社から情報を入手しているか、などがチェック項目となる。
また、作業によって要求される気象予報レベルが異なるというルールがある。表1に示すような気象
予報レベルA、Bの作業では、パブリックドメイン（気象庁等の無料サイト）からの情報だけではなく、気象会社と契約をして気象・海象情報を入手する必

図 2 波高・波向・波周期予測及び要ある。

アンサンブル予報
洋上風力事業が世界で最も進んでいるのは欧州である。風車本体・調査手法・施工手法等の多くの技術が欧州から輸入されているが、国内の気象・海象の特徴は諸外国に比べて大きく異なり、特2

表１ 気象レベルと作業例

さらに、気象によって制限される作業には、作業

図3 視程予測ごとに環境条件(風、波、視程など)の作業中止基準が設定されている。そのため日々の気象予報、MetOcean Naviの特徴として、視程予測がある。見

風速、波高、視程データなどの取得は必須となる。

通しの悪いエリア分布が確認でき、そのエリアの時MetOcean Naviは、MWSのガイドラインで求めら間単位での動きも確認できる。

れる気象・海象予測に必要な情報を全て網羅している。そして、自然災害リスクを管理・低減するため

2．事業の全工程で有効な気象・海象予測に必要な施工海域における風速、波高、視程を含MetOcean Naviはウインドファームを設置するサ

む気象・海象予測を高精度・高頻度で提供する。

イト（海域）を登録して利用する。

また、MWSが求める条件をクリアするだけでな地図上にサイト周辺の風速や波高、視程などのく、他にも洋上施工、発電所運用後のメンテナンス予測情報が表示される他、指定海域におけるピン作業等に有用な様々な気象・海象情報や防災情ポイント（緯度経度）の気象・海象予測をグラフで確報を実装しているため、安全な施工や運用に貢献認することが可能である。風向・風速予測には、海する。

面から高さ50～150mといった上空の風速予測も含まれるため、風車の建設、メンテナンスなどの高所表2 MetOcean Navi情報一覧作業にも活用できる。

図4 サイト（海域）登録

3風予測としては、複数通りの予報計算を行い、竜巻の発生予測、降水予測を示す。雨雲の分布、風速の発生確率を予測したアンサンブル予報を提1分毎の落雷発生情報も確認することが可能であ供している。複数の予測のバラつきを見ることで、る。運用、メンテナンスを行う際に、風車の位置で風の予測の確からしさを知ることができるのがアンの落雷発生状況の確認が容易になる。

サンブル予報の特徴である。

図9では台風の進路予測など様々な自然災害波予測としては、有義波高と最大波高の予測をへの対策が可能である。現在の台風進路だけでは双方提供している。各時間帯における波の向き、なく、過去の予報の変化も順次見ることが可能なた波の周期（うねり具合）を総合的に予測する。

め、実際予報がどのように変化しているか判断材料とすることができる。

図 5 風向・風速予測

図8 高解像度降水ナウキャスト/発雷観測

図6 風アンサンブル予報

図9 台風進路予測
図7 波予測このように、Metocean Naviは洋上ウインドファームの現場に最適化した様々な気象・海象の実況・その他にもリアルタイムの防災情報を提供してい予測情報を有している。

る。図8では、落雷発生情報や60分先のまでの雷、4件に適用したモデル開発に取り組み、今回3．ステークホルダー間で気象・海象情報をシェア

MetOcean Navi をリリースした。

Metocean Naviはウインドファームの建設・運用

MetOcean Navi については更なる開発を進めてに関わる電力事業者、建設会社、海事会社などのおり、今後リリースのバージョンによっては、取込可多くのステークホルダーと情報をシェアできるアカ能（取扱可能）なデータの種類を増やし、さまざまウント環境を提供している。

な他のサービスとの連携、拡張ができるカタチにしていく。
洋上風力発電は計画から建設、発電事業、撤去までの 30 年以上に及ぶプロジェクトである。当社
は風力発電の技術コンサルタントとして①気象観測（洋上の風況観測、風況データの処理、解析評価）、②気象調査（風況シミュレーションによる海上風推定）、③基本設計（風車機種選定、基本レイアウト、環境影響評価、経済性検討）、④実施設計（設備設計、工事設計、工事計画、許認可）、⑤建

図 10 複数の関係者と気象・海象予報をシェア

設工事から事業開始、撤去・解体の全工程において、洋上風力発電に係る気象・海象分野のコンサ

気象・海象情報の入手経路が関係者内で異なルタントとして、貢献していく次第である。

ると当日の作業実施判断に差異が出る恐れがある

今後、建設や商業運転を迎える洋上風力発電が、全ての関係者が当日の気象・海象予測を一元に対して、弊社はこれからもお客様に役立つ技術化し共有することで、気象条件による作業判断のやサービスを開発していく。

相違をなくし、より安全な施工、メンテナンス環境の構築に貢献する。
サイト海域内での細かい風車位置、予測地点の登録をクライアント側で自由に設定が可能である。
また、事業者連系し複数の関係者と気象・海象予報のシェアが必要な場合、事業者ごとのアカウントの発行もクライアント側にて設定することができ、事業者ごとに閲覧権限を制限することも可能である。
おわりに：今後の課題と展望
当社では、洋上風力発電に最も影響を与える重要な環境要素 “風” を扱う気象会社として、洋上風況調査、気象・海象予測への取り組みを進めてきた。
洋上風況調査としては、リモートセンシング技術を活用した調査手法の開発を行い、全国各地で現地調査を実施してきた。気象・海象予測としては、

日本工業出版 「クリーンエネルギー」

欧州の予測システムから日本の自然条件、社会条

2022 年 1 月号掲載

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