Vol.38
JANUARY 2020

AirportTechnology
2 ̲̲ Front Line - 特集 -洋上風力発電の促進を技術面から支えるために6 ̲̲ Focus On 研究活動の最前線へ

Port

洋上風力発電施設の杭基礎の支持力評価に関する研究

杭や周辺地盤の挙動に
大型模型実験と数値解析で迫る！
8 ̲̲ Close Up 現場からの報告
風力発電関連産業の総合拠点を目指して

北九州市響灘における洋上風力発電プロジェクト

15 ̲̲ TOPICS

10 ̲̲ Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

港空研の緊急災害対策派遣隊が研究領域を跨いで若い力を集結！
洋上風車という新たな対象に挑む

防災功労者内閣総理大臣表彰を受賞しました

14 ̲̲ CROSS LINE 国際交流レポート「Coastal Structures 2019」に
港空研の研究者が参加しました

フランス交通科学技術研究所とうみそら研との協定書延長署名式を行いました
地盤研究領域 高橋グループ長と森川領域長らが英国土木学会の Telford Premium を受賞

Front Line －特集－

洋上風力発電の促進を技術面から支えるために2019 年 4 月に「海洋再生可能エネルギー発電設備の整備に係る海域の利用の促進に関する法律（再エネ海域利用法）」も施行され、港湾区域のみならず一般海域においても、
洋上風力発電のプロジェクトが加速。実施段階を迎えつつあります。
円滑な導入のための技術支援ニーズに応えるべく、
港空研では、改めて「海洋インフラ・洋上風力技術センター」を組織。
うみそら研（海上・港湾・航空技術研究所）の 3 研究所が連携し、本格的に研究に取り組み始めたところです。

画像提供：新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）

注目される洋上風力発電の現状と課題について取材しました。

港湾空港技術研究所

海洋インフラ・洋上風力技術センター

下迫健一郎 センター長

港湾空港技術研究所
海洋研究領域

米山治男 領域長（海洋利用研究グループ長併任）

港湾空港技術研究所
地盤研究領域 基礎工研究グループ

水谷崇亮 グループ長

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2

Front Line －特集－

まれていませんでした。その後、わが国におの段階ではまだ、研究テーマに洋上風力は含ンフラ技術推進センター」を設立。ただしこ

利用促進を技術面から支えるべく、「海洋イ

港空研では２０１４年４月、海洋の開発とも意見交換したりしながら進めています。

ということもあり、個別に民間の方などとこれまでやったことのない基礎形式を使う

６～７ページ「ＦＯＣＵＳ ＯＮ」参照）を。

力発電施設の杭基礎に関する研究（ 本誌

多様な変動荷重を受けることになる洋上風

水 谷 われわれ基礎工研究グループでは、り組んでいるのは、おもに設計に関する課

題といろいろありますが、いま港空研で取

米 山 調査の課題、設計の課題、施工の課

技術的な助言をしたりも。海洋利用研究グ

る設計施工計画について、委員の立場からさせていただいていて、発電事業者の立てと北九州港、秋田港・能代港の委員会に出

報収集というのがまず一つ。あとは、
鹿島港

米 山 私のほうでは、洋上風力に関する情

ロッパではあまり考えられていないので、行っています。一方、耐震についてはヨーという検討を、耐波研究グループのほうで波力がかかる。設計上問題がないかどうか

砕波した波が当たって、おそらく衝撃的ななければならない可能性があるのですが、題ですね。例えば、砕波帯に風車を設置し欧州 の 基 準 で は カ バ ー で き な い
日本 独 自 の 問 題 に 対 応のですが、それが実際にくのは他の構造物と同じですが、その点がるか……。模型実験と数値計算で進めていで す。 で も 洋 上 風 車 は検討を行っていたわけ

かった事例”をベースにた、所謂“うまくいかな

た 事 例 と か、 そ う い っ性能なら過去に被災し設計の場合、例えば耐震

水谷

わってくるので。

こが変わってくるとなると、当然結果も変とき、地盤の条件も当然入るのですが、そす。いろいろな組み合わせで設計計算する

きどうなるか、その影響を調べるわけでいた条件と変わってくるので、そういうとくなってくる。つまり最初に設計で考えて間のうちに地盤が徐々に弱く、あるいは強一発でどうこうという話ではなくて、長期

どが変わるかどうか。地震や津波のように

洋上風力発電施設における砕波・非砕波の計算例

従来の港湾構造物とは異なる
設計上の課題に挑む

うになり、それに対応するために、２０１７いても洋上風力発電の重要性が叫ばれるよ

ループとしては、今年度から加島寛章主任

着床式の洋上風車について耐震設計がきち

年 月、「海洋インフラ・洋上風力技術セン研究官が、ＦＡＳＴを用いた洋上風力発電

んとできるか、こちらは耐震構造研究グター」に改組。それから２年が経ちます。

下 迫 とはいえ、センターができてすぐ実際

施設の構造計算の検討に取り組んでいます。

精度よく計算できていちょっと違いますね。

まだこれからなので、そ基礎工研究グループでやっているういった事例が限られ考え方自体は普通の港湾構造物と米山

他の港湾施設のるかを、われわれ海洋利

流速のは、繰り返しかかる荷重で地盤の条件な

砕波

圧力：水面の圧力を 0 として、暖色系は＋（正）の圧力、寒色系は−（負）の圧力を示す流速：図の右方向（波が伝播する方向）を＋（正）方向として、暖色系は＋（正）方向（押し波）の流速、寒色系
は−
（負）
方向
（引き波）
の流速を示す

下迫

非砕波

圧力

用研究グループで確認

流速

しています。

析を行うプログラムな体構造の弾性応答の解

ＡＳＴは洋上風車の全ループが検討。また、Ｆの研究が始まったわけではないんですよ。最
初にほぼ１年かけて所内で取り組んだのは、アメリカで開発されたＦＡＳＴ（風車の空力流体力制御弾性の連成解析オープンソース
力発電施設を現地に造るにあたっての課題がコード）の勉強。そのなかで、実際に洋上風圧力ている。そこをどう考え

洋上風力発電施設の杭基礎に関する研究見えてきた。もともと洋上風力発電の研究は要素試験（応力ひずみ関係）
杭基礎のモデル化手法

ヨーロッパが先行していたので、日本に導入す遠心模型実験
大型土槽実験

るにあたって設けたガイドラインも、ヨーロッ
パの基準（ヨーロッパの先行事例をもとにした風車の国際規格であるIEC（国際電気標準会議）の61400シリーズ）がベースになっているんです。でも、向こうの基準をそのま
ま日本にもってくると、いろいろ不十分なところがある。地盤の問題や地震の問題、あるためにはやはり本格的に研究が必要だという

いは波とか台風も。それらの問題に対応する
ことで、今年度から研究の実施項目として、
波力算定・耐震設計・杭基礎・構造計算に関する４つの具体的なテーマが立ち上がりました。ようやくスタートしたという段階です。

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3

FEM解析
梁ばねモデル
実構造物

10

する力を受けて、その結果どうなるかとい

ずっと作用し続けるわけです。そんな連続ら仕方ない。
となると、一つのエリアでウイ

２００ｍ近い風車をぐるぐる回すのですかるのかと驚かれるかもしれませんが、直径といった外力がちょっと大きいので、それ

ンドファーム事業をやる、風車を 基建てない。ある一定の時間、不規則な波や風がでどれくらい風車がもつかというのを調べ
う解析をするので、そこは港湾のいままで

る場合、われわれの常識ではその間に６～ラなわけです。例えば３００ｍの桟橋を造機だけなので、上にクレーンが載ったりす

水 谷 洋上風車は大きいですが、要は発電
ログラムを回して検討しているところです。

ようなかたちにできないか、ＦＡＳＴのプ膨大になってしまうので、なるべく減らす

ならないんですよ。それだと計算ケースがくのか。これも難しい問題だと思います。

だとすれば、そのあたりをどう補完してい施設の カ所全部でそれをやるのか、無理

ボーリングをするのですが、洋上風力発電

くなるので。杭にかかる波力といった研究すよね。当然、受ける波や風の荷重が大きると思う。
それを見極めることが重要です。

くるだろうし、そうなれば設計はラクにな

れだけやれば大丈夫」というのがわかってね。そこをきちんと整理すれば「これとこ風車のメーカーはヨーロッパ系ばかりなの

ガとか、すごく大きいのができています。

流だったのですが、近年は８メガとか メ

は定格出力５メガワットくらいのものが主

いまちょっと問題になっているのは昔からやっている部分がありますが、風用いた構造計算についても、これまで港湾

れわれのグループでやっているＦＡＳＴを違ったやり方をしなければいけなくて。わきな違いですね。なので、これまでとはので、風や波が当たると揺れる。そこが大実際に抵抗しているのはまっさらな地盤で発などを推定して行うのですが、施工後に事前にとったデータから地盤の支持力や反というのが一番難しい点。通常の設計は、物なので、その影響がよくわかっていないのですが、いままでやったことのない構造

水谷

下迫

きればいいなと思っています。

るところ。場合によっては、うまく連携でこう手薄で、いま現在研究が進められていく読んでも、地盤とか杭基礎の部分はけっになりそうですね。ヨーロッパの基準をよ道にずっと基礎研究を積み上げていくこと

何事も簡単にわかるものではないので、地悩ませているところです。地盤については関係性がよくわからないのが難題で、頭をといったら、まず通じないでしょう。その１・５ｍですから、そこでの常識が通じるかわれが普段扱っている杭は大きくても直径たが、当然、できたあとの維持管理の話も

下 迫 ここまで造るほうの話をしてきましことが多いんですよ。

し始めている段階なので、まだわからない

かなかわからなくて。ヨーロッパでも設置したときにどうなるかというのは、実際なない。８メガとか メガの洋上風車を設置で、日本でも結局、それを持ってくるしか

分野ではあまり使っていないプログラムなはなく、杭を打った後の地盤ということにですが、地盤調査も難しいですね。

点検などでやっているＲＯＶ（遠隔操作式ロ

するのはまず無理なので、港空研が桟橋のなかった。なので、そこはちょっと違うかので、それを勉強しながら研究していくとなります。事前に測るのはまっさらな地盤水谷ものが多いのですが、洋上風車は縦に長い

らかというと重くてあまり動かないような

普通の港湾構造物というのはどち

いうかたちになります。

の特性値ですが、われわれは通常、そこをの間隔が、短くても３００ｍ、長いと１km

なと思います。

下 迫 あと通常、港湾施設というのは、基経験値で埋めているわけです。ところが、

米山

本的に一つの外力に対して動くのか動かな

洋上風車の杭の直径は、例えばモノパイル

施工によって地盤が影響を受ける

いのかという議論をしますよね。
例えば、一くらいになるので。そんなに離して設置す範囲が広いんですよ。風車と風車

港空研が直接やるわけではないの

番大きい波を一回受けたときどうか、とい（１本杭）式なら５～６ｍにもなる。われ施工の地盤への影響など
経験値で埋められない難題も10うように。でも洋上風車の設計はそうじゃ

ボット）や、
海技研（海上技術安全研究所）

あるし範囲も広い。
すべてに人が行って点検重要になります。点検は大切ですが、数も導入実施に合わせてできるだけ早く成果を

10

4

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同じ。ただ、洋上風車に対する地震や台風

るわけです。

るといっても、その カ所の地盤はバラバと、波や風が当たったとき、たくさんの組

カ所、 ｍピッチとか ｍピッチとかでる通常の港湾施設に比べれば、重さ自体はは大型化。ヨーロッパの洋上風車もかつて20荷重というのはあまり港湾で考えたことが実際はその中でも厳しい条件とい米山

み合わせの荷重を考慮して計算しなければ

米 山 さらに、いまのヨーロッパの基準だの設計とは大きく違います。

20

うのはある程度絞られるはずなんですよ50

下迫

風や 波 の 荷 重 を 受 け 続 け る
洋上 風 車 の 特 殊 性

20

小さいですよ。

30

下 迫 問題になるのは、重さよりも荷重で10Front Line －特集－2019 年は日本における ｢洋上風力元年｣ ですのＡＵＶ（自律型水中ロボット）を使うのはどうだろうかと。点検についても、海技研と連携しようという話をしているところです。
将来的には、
そのあたりも研究テーマになりそうですね。うみそら研の取り組みとして、他の港湾施設と違って洋上風力発

そういうことも入って来ると思います。
水谷
電は民間事業がメインという点でも難しいですよね。予算についてもシビアだし、あと、通常に増して守秘義務が厳しい。例えば、風車のスペックがわからないと構造計
算は難しいわけですが、実はスペックはオープンにされていないんです。そのあたりをどう乗り越えるか、情報をどう集める

わなければなりません。
さらに、洋上るので、岸壁や埠頭の補強工事を行済性の確保も重要な観点に。すなわ

では、安全性や信頼性とともに、経重要になってきます。こうした検討

導入のためには、供給価格の低減に

風力発電設備は年々大型化。１００
レードが製作されているなか、そうよる国民負担の抑制が重要な要素とち、再生可能エネルギーの最大限のいった長尺資機材の保管や組み立てなっているためです。港空研には、ｍを超えるタワーや ｍを超えるブが可能な規模の荷捌き地も必須とな

エネ海域利用法」については、促進

２０１９年４月に施行された「再入時期の異なる複数の発電事業者間の行政区域を越えて広域に展開。参ます。また、プロジェクトは自治体と異なり高度な維持管理が求められさらに、当該埠頭は通常の港湾施設

は、プロジェクト数に比して限定的。

このような埠頭を有する港湾の数り得ると考えられます。着床式設備

り、ブルーカーボン蓄積の場にもな

カーでの海藻生育も報告されておば浮体式設備の係留チェーン・アン

を期待しています。

るような、先進的な研究や技術開発

意味相反する課題を同時に解決できに協議会の設置などを始める「有望７月にはそのうち４区域を、ただち洋再生可能エネルギー発電設備等拠

置等の基地となる港湾、
すなわち「海

このため、洋上風力発電設備の設

味での環境・水産資源にやさしい洋効果への期待も。こういった広い意の基礎周辺での集魚といった漁礁的

また、洋上風力発電設備は、例え安全性確保とコスト削減というある区域の指定に向けて、既に一定の準の利用調整も必要となってきます。

な区域」
として公表しました。また、最新の知見や研究が待たれるところ

上風力発電導入の評価についても、
該港湾において地耐力を強化した岸点港湾（基地港湾）」を国が指定。当電プロジェクトの案件が１２００万です。
し長期・安定的に貸し付ける制度をではないでしょう。温室効果ガスのける「洋上風力元年」といっても過言２０１９年はまさに、わが国にお壁等の埠頭を、国から「再エネ海域
一方、洋上風力発電設備の資機材創設するために、港湾法の一部改正利用法」に基づく選定事業者等に対は重厚長大となるため、設置および排出削減による地球温暖化対策は、

む「ナセル」、
回転する「ブレード」

ば、柱となる「タワー」や発電機を含さを備えた埠頭が不可欠です。例え波、落雷といった気象・海象・地盤

ですが、わが国特有の地震や台風、ジェクトの具体化に移っていくわけ

今後、いよいよ洋上風力発電プロ促進されるよう、引き続き取り組ん

力発電については、その導入が一層再生可能エネルギー源である洋上風

効果ガスを排出しないわが国独自のした環境問題への貢献を含め、温室

世界的にも待ったなしの課題。こうなどを埠頭に仮置きする必要がある

特性を踏まえた、調査、施工、維持です。

を行い、 月 日に成立したところのですが、これらの部材は非常に重管理および撤去方法の検討が極めてでまいります。
く、通常の 倍程度の地耐力を要す

は、それを扱えるだけの耐荷重や広維持管理に利用される港湾についてり組みが急激に加速しています。

kWを超えるなど、導入に向けた取アセスメント手続き中の洋上風力発ります。

備段階に進んでいる 区域を整理。

80「再エネ海域利用法」の施行後、環境

11

か、一般の港湾施設の研究とは違う難しさがあります。複数の会社が同じようなことで悩んでいても、その間の情報交換ができないのももどかしい。そこをつなぐような役割を、港空研が果たせればいいですね。
何がどの程度できるかも、これから考えていかなければと思っています。
米 山 国の直轄事業でないぶん余計に、いろいろな人たちが絡む世界。港湾だけでな
く、電気、機械、船舶、漁業者、地元の自治

松良精三 さん

29

体など、いろいろな関係者がいて、その調で成果が出せるように、一丸となって取り組んでいくつもりです。

海洋・環境課長

11

整が難しいのかなという印象もあります。
事業実施のためのルールづくりも含め、こ研究はいままさに始まったばかり

れからというところも多いでしょうね。
下迫ですが、やはりできるだけ早く、ヨーロッパの基準に日本独自の研究成果を反映させないといけない。難しい課題も多く、いますぐにとはいきませんが、 年以内とか、がんばって 年とか、そのくらいのスパン

3

国土交通省 港湾局

10VOL.38 JANUARY 2020

52Focus On 研究活動の最前線へ

洋上風力発電施設の杭基礎の支持力評価に関する研究

杭 や周辺地盤 の挙動 に
大型模型実験 と数値解析 で迫る ！

風車が回っているだけで、常に振動したよじです。洋上風車の場合、大きな杭基礎が当。目的や、やっていることは基本的に同のもとになるような実験を行うのが主な担

とらえることの難しさ地盤の中での見えない挙動をことになると思います」

しているので、並行して研究を進めていく

かないと。実際のプロジェクトはもう進行とを、われわれのような研究者が補っていこは、日本に適用した場合に考慮すべきこ

しも日本で使えるとは限りませんから、そよ。ヨーロッパで使えていたものが、必ずの基準を借りてきて建てるしかないんです

準はそれに追いついていない。ヨーロッパ

ないわけです。ところが、日本の設計の基中で、洋上風力発電施設を建てないといけす。私たちのほうがよっぽど厳しい外力の震、さらに地盤の条件もまったく異なりまることはできません。やっていて難しいな

結局どうなっているのか、目で見て確認すには見えませんから。地盤内の応力状態がわれたら、もう測定しようがない。力は目も、力がどういうふうに働いているかとい

変形しているかというのが見られたとして

中 村「仮に、土がどう動いているか、どううわけです。
そういう難しさがありますね」

験で見られないようなものを数値解析で補できるのかというのも難しい。なので、実際に現地で起こっていることを実験で再現で起こっているかどうかわからないし、実

松 村「実験で起こったことが必ずしも現地繰り返し荷重を受ける杭基礎周辺の地盤
反力特性については、これまで十分な知見がなく、明確な設計法や計算手法も確立されていないのだとか。それが洋上風車の杭基礎ともなれば、異なる周波数特性をもつ
多様な変動荷重が複合的に作用。地盤反力
特性は、さらに複雑なものになります。

もり。私の担当は、数値解析がメインになとの地盤がどう変化するのかをみていくつ

数値計算的に解いてやって、杭を打ったあでいるのはヨーロッパですが、そこで考え

松 村 「 先進的に洋上風力発電に取り組ん

力がかかることになります。

ていた風の力、波の力とはまったく違う外のプロジェクト。当然、これまで考えられ一般海域に広がりつつある洋上風力発電

ような挙動が得られるかという問題も……」

うかという話にもなりますが、果たして同じらばもう少し模型のスケールを小さくしような、
わずかな情報でしかないわけです。な

杭に貼り付けた歪みゲージから得られるよ見ることができません。その情報も、例えばしているのかは、それが伝わった杭からしか中 村「模型実験をやっても、地盤がどう変形が、やはり一番の障壁に。

力がグッとかかったとき、地盤の抵抗がど

中 村「従来の設計では、単純に一方向から地盤が抵抗する力の解明を目指す

杭にかかる複雑な荷重に対しからになりますね」

ので、とっかかりとしてはそういうところ

かということを調べることはできます。な

松 村「例えば強風が何度も来る。そもそも見えないものを、どうやって設計に落とし込むのでしょう。

中 村「必ずしも詳細にわからなくても、杭りますね。実験などで解明が難しい現象をられている外力は、日本で想定されるようと土が全体としてどういった挙動になるの観察するために、コンピュータ上の計算でな外力とは全然違う。風や波、台風や地

6VOL.38 JANUARY 2020

風や波などの外力により、複雑な変動荷重を受ける洋上風車。

その杭基礎周辺の地盤反力特性については、まだわからないことばかり。

杭の施工にともなう地盤の力学特性の変化を解明するとともに、施工履歴および変動荷重履歴の観点から杭の支持力を評価すべく

港空研では現在、実験や数値解析の準備を整えているところです。

基礎工研究グループの松村聡研究官と中村圭太研究官に、うな状態になります。いろいろな繰り返し必要ですが、同じようなサイズではできな

これから進めていく研究について伺いました。

荷重を受けるわけです」

いので縮小した模型を用意し、実際に風車

厳しい外力による繰り返し荷重を中 村 「 いままでほとんど考慮されていな設計に反映するためにかった繰り返し荷重を、少しでも設計に反にかかるような外力を与えて、杭や周りのと思うのはそういうところ」映できればと。基礎的な研究になります

地盤がどう挙動するかを調べるような実験再現するというものです」

地盤が乱されるので、そういったところを

松 村「どちらかというと私は、その計算

地盤の中は見ることができないというのが、そこに重点を置いています。あとは、をしていきます」

松村聡 研究官

施工地盤面に杭を貫入させるときに回りの

地盤研究領域 基礎工研究グループ

たところについてはおそらくデータも豊富

れくらいあるかをみていました。そういっ
地盤に与える影響にも注目

杭の施工（貫入）過程がれるかを調べたんです。貫入させずに立て引き抜くとき、どれくらい土が抵抗してくを前提として設計を行うのが常。

中 村「杭を打ち込んだとき、どういうふ

うに地盤の力学特性が変わって、結果として支持力が出るのか、その過程は一切追っていないわけです。その過程を追い、支持力発揮のメカニズムを解明しないと、実際の杭を打つとき地盤がどれくらいの力を発揮してくれるかきちんと推測できません。

究を、着実に進めていきたいですね」

多方面で役立つものになるはず。地道な研実施することになる実験や解析も、きっとくるのは強みです。来年度からわれわれがろな研究をやっていると、持ち札が増えてか使えないということはまずない。いろい盤なので、ここで出てくる成果がこれにし

松 村「われわれが対象にしているものは地だと思います」

基礎を有する構造物すべてに応用できる話がわかったのは大きいですね。これは、杭大型土槽を用いた杭の打設、載荷模型実験

だし、ある程度は解明されていると思う。

実際には、洋上風車にはあらゆる方向かた杭なら、周りの地盤を乱していない状態

一方、杭の施工それ自体が地盤の力学特

ら荷重がかかります。そうなったとき地盤を模擬できるわけで、きっと挙動が違うはでも、一方向だけでなく今度は逆からも力がどれくらい耐えられるかをみようとするずだと考えて。結果としては、実際に貫入性に与える影響については、２０１８年度と、これまでの議論だけでは収まらないとさせていった杭のほうが、かなり引き抜きに大型土槽を用いて杭の打設と引き抜き実いうことに。

抵抗が強かった。周りの地盤が密集化し、がかかるとなると、これはもう話が一段階

松 村「例えるならスプーン曲げ。何度も曲そのぶんギュッと杭を締め付けているの

上がってしまう。逆方向に曲がるとき、地げていると、いずれ小さな力でもパキッとで、強い抵抗力が発揮されるわけですね。

験が行われました。

折れる。同じように、力自体は小さいのに一方、貫入させずに立てた杭はスッと抜け

盤がどれくらい杭に対して抵抗してくれる繰り返したために壊れるということが、土ちゃう。かなり差が出たことで、貫入過程

中 村「実際に地盤に貫入させた杭と、貫入でも起こるかもしれない。洋上風車はいろの重要性が再確認されました。なので、今のかを考える。非線形地盤反力モデルといいろな繰り返しの荷重を受けるので、それ

回、施工履歴というものもきちんと考慮しさせずに杭の周りに土を入れ固めて地盤をが地盤でも起こったら大変だというのが、て、杭の支持力を評価しようということに」つくる方法で立てた杭を用意し、それぞれ

そもそもの研究の発端になっています」

うのですが、そういうモデルの確立につな

中 村「風の力や波の力を受け続けたとき、設計の際には、ボーリングして地盤の特がる研究です」それに耐える土は、どれくらいの強度を発変位［mm］

性を調べますが、そのとき見るのは杭を打揮してくれるんだろうというのを調べるわ

貫入過程なし貫入過程あり２０１８年度の実験で、明らかに違うこと

杭の水平載荷杭の打撃貫入杭長：3m）

杭の引き抜き抵抗力の比較

大型土槽実験
（土槽：3m×6m×3m 杭径：150mm

打設過程を模擬した杭の引き抜き抵抗力はピーク値が大きく、高い粘り強さを発揮する

設する前のまっさらな状態の地盤で、それとしたら桁外れの数に。それを実験で調べようといってもなかなか難しいでしょう。
模型は大規模とはいえ実際のものからはスケールダウンしますし、そこで現象が現れなかったからといって、実規模でも現れないとは言い切れない。逆に、実験で現れたから実規模でも現れるかというと、そこもちょっとわかりません。その補完をどうしていくかも課題の一つです」

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7

大型土槽を用いた杭の打設、引き抜き実験

けです。
洋上風車では、繰り返しの回数がも中村圭太 研究官のすごいことになる。例えば供用年数 年

地盤研究領域 基礎工研究グループ

20

引き抜き力［N］

Focus On 研究活動の最前線へ

風力発電産業総合拠点（イメージ）北九州市提供理事（エネルギー産業拠点化推進）

光武裕次さん

寺﨑正勝さん港湾空港技術研究所（海洋利用研究グループ長併任）

米山治男 海洋研究領域長

北九州市が進めている﹁グリーン事業実施が可能になったことから国が盛んになりましたが︑次第に開発な産業用地︑安定した風況などのポの適地が少なくなっていました︒で内で初めて洋上風力発電の事業者公積することを目的としています︒

も日本は目を転じれば広大な海が募が行われ︑翌年に事業者として市光武﹁北九州市としては︑ 年程前か四方に開けていますから︑海洋エネ

エネルギーポートひびき﹂は︑風力

灘洋上風力発電施設の設置・運営事

ら響灘の港を使って︑環境にやさしいルギーを使わない手はありません︒

発電事業そのものだけでなく︑実証業に係る事業者評価・選定委員会﹂

産業を地元企業と協働して統合的に

私達のような開発事業者からする

テンシャルを活かし︑洋上風力発電に委員として参加していた港空研の進められないかと検討していたことと︑そこにマーケットが開けてきた関連産業の振興を推進︒２０１０年

米山治男 海洋研究領域長と共に北と考えています︒港湾区域では管理に選定されました︒

九州市に赴き︑港湾管理者である北発電事業そのものや︑それに伴うから︑この事業がスタートしました﹂

者が明確に決められていますので︑寺﨑﹁再生可能エネルギー普及を目

九州市 港湾空港局 理事の光武裕次

各種の調査などを実際に行うのは︑実験施設やサプライヤー拠点の誘

さんと︑市の選定事業者であるひび

地元の発電事業者など地域密着の事事業者としてはとても安心感があ

致︑大規模洋上ウインドファームのきウインドエナジー
︵株︶
取締役で︑

ります﹂

には風力発電関連産業の総合拠点を

本事業の参画事業者の一社であるいエナジー︵株︶︑電源開発︵株︶︑業 を 展 開 し て い る ５ 社︵ 九 電 み ら目指す﹁グリーンエネルギーポート

九電みらいエナジー︵株︶取締役の的としたＦＩＴ制度ができてから︑寺﨑正勝さんにお話を伺いました︒

国内でも再生可能エネルギー事業

正で港湾区域内での長期占用によるジー︵株︶で︑２０１６年の港湾法改電工︶から成るひびきウインドエナ︵株︶北拓︑西部ガス︵株︶︑︵株︶九（ひびきウインドエナジー株式会社
取締役兼任）

誘致︑基地港湾の整備など︑風力発

経営企画室担務

電事業に必要なものを響灘地区に集取締役 事業企画本部長 兼

今回は︑北九州市が設置した﹁響広大な海に目を向けた
再生可能エネルギー

北九州市 港湾空港局

ひびき﹂事業をスタートさせました︒

地区の充実した港湾インフラや広大

注目されています︒北九州市は響灘れる再生可能エネルギー発電として発電は︑今後︑大きな成長が期待さ自然エネルギーの風力を使う風力北九州市響灘における洋上風力発電プロジェクト

響灘における洋上風力発電事業を進めている北九州市を訪ね、洋上風力発電所（イメージ）事業を立ち上げた経緯やプロジェクトの内容などについて伺いました。

ひびきウインドエナジー（株）提供
ひびきウインドエナジー（株）提供

九電みらいエナジー株式会社

10

風力発電関連産業の総合拠点を目指して

Close Up 現場からの報告

8VOL.38 JANUARY 2020

Close Up 現場からの報告という積み出し拠点としての機能︒のを洋上の設置場所まで持っていく

材を組み付けて風車の形になったもく分けると４つあり︑その一つは部

光武﹁総合拠点としての機能は大きと呼んでいます﹂

考えで︑私達はこれを 総合拠点

査をして︑それに合った基礎構造を

かなり複雑なので︑きっちり地盤調

ですが︑日本は遠浅ではなく地盤もヨーロッパは遠浅で地盤はほぼ均質

うひとつは地盤の違いがあります︒

米 山﹁ 基本的には台風と地震︑もがあります︒

設計・施工でもそれに対応する必要ヨーロッパとは海象条件が異なり︑

港空研は︑以前︑北九州市沖で実また︑それぞれの部材は地場でつく施された着床式洋上風力発電の実証るものもあれば︑
国内︑
あるいは海外移出入の拠点としても機能させなけ

実験に携わっており︑こうした研究選定し︑洋上風車を設計していくとればなりません︒次に︑部品をできデータが今後の設計や施工︑保守点いうことになると思います﹂

るだけ地元でつくる風車関連企業のとやりとりすることもあります︒そ集積です︒最後の一つは︑風車完成

検などに活かされていくことになりうした港本来の機能である輸出入・後のオペレーションとメンテナンス

す︒さまざまな気象条件の変化もあ

せんが︑港空研としてはこれからもような形での協力になるかわかりま

本格的な研究も進めています︒どの

寺﨑﹁私も同感で︑政策がころころ切な決断をしていただきたいですね﹂

なところに必要なだけ造るという適米山﹁今年度︵２０１９年度︶からそうです︒
時間継続してオペレーションしまです︒風車は一旦建てたら３６５日

りますが止められません︒不具合が積極的に協力をさせていただきたい

風力発電を支える技術者の育成や︑る一連の取り組みを通じて︑地域のこの事業では洋上風力発電に関すことで︑そこでも雇用が広がっていプライヤーさんにも集まってもらうす︒
もう少し広げると︑物をつくるサら︑そこにお金が落ち︑人が増えまめに海運や物流に動きが出ますかす︒小さなところでは風車を造るた

らしたいということがいちばんでこの事業によって街に賑わいをもたす︒地元の企業さんにも﹃最初は大は日本製のほうが安心感がありま可能なものですし︑ユーザーとして

ジャケットの部分などは国内生産が寺 﨑﹁ 電子部品やタワー︑基礎のさせたいと考えているそう︒

することで︑持続可能な産業に発展

地元メーカーの製品を積極的に採用

こうした部材を輸入に頼らず国内やしたメッセージがあって初めて海外政府のメッセージです︒はっきりといます︒
こういう時に一番必要なのはし︑海外からの注目度も高くなって風力の元年とおっしゃる方もいます

されて︑今年︵２０１９年︶を洋上

光 武﹁一般海域に向けた新法も施行した︒

いく上でのメッセージをいただきま

最後に洋上風力発電事業を進めてす︒北九州市さんとこれまで手を取して広めていければいいなと思いま

うためにも︑ここをモデルケースとるということを皆さんに知ってもら

風力事業というものが日本でもでき力というのも必要です︒まずは洋上業ではありません︒地元の理解や協一社だけでできるような生易しい事

大きく︑技術的にもシステム的にもす︒また︑この事業は課題が非常にを出していただきたいと思っていまませんから︑国の明確なメッセージ

変わってしまうと安心して投資でき

O&M 拠点が必要になります﹂と思っています﹂

昔から地元で盛んな漁業との協働︑くれると思います︒また︑基地港湾の投資家や民間事業者なども動いて総合拠点として求められる
４つの機能

また環境にやさしい洋上風車の街と変かと思いますがチャレンジしてく

り合って進めてきた事業なので︑なださい﹄とよく申し上げているとこ

んとしてもやり遂げたいと思います﹂

くと考えています︒近隣のファーム

ろです﹂についてはあちらこちらに数を造るだけでなくいろいろなところにサーの発展が期待されています︒

ビスを提供することで︑産業の規模

また︑日本は風車の先進国であるをどんどん大きくしていこうというのではなく︑しっかり見定めて必要しての観光需要など︑幅広い分野でいわれていますが︑この事業では︑風車に必要な部品点数は数万点と起きてもいけない︒維持するための24

光武﹁港湾管理者で地方行政も行っ

VOL.38 JANUARY 2020

9（現在撤去済）ている立場からすると︑最終的には※このページの取材は2019年11月に行いました。

【 響灘地区洋上風力発電プロジェクト計画概要 】

Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

研究領域を跨いで若い力を集結！

洋上風車という
新たな対象に挑む

地盤研究領域
基礎工研究グループ

中村圭太 研究官

海洋研究領域
海洋利用研究グループ

地震防災研究領域
耐震構造研究グループ

加島寛章 主任研究官

大矢陽介 主任研究官

海洋研究領域耐波研究グループ

鶴田修己 研究官加速する洋上風力 発 電 の プ ロ ジ ェ ク ト と 同 時 並 行 で 、まだ 明 ら か に な っ て い な い
日本の海域ならで は の 技 術 課 題 を ク リ ア に す べ く 、
進めていくこ と に な る 港 空 研 の 取 り 組 み 。
いままさに、それ ぞ れ の 専 門 分 野 か ら 挑 戦 を 始 め た
4人の研 究 者 に お 話 を 伺 い ま し た 。

VOL.38 JANUARY 202010

Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たち

ところがあって︑地震で壊れた研究というのは経験工学的なたという感じ︒ただ︑耐震構造

して洋上風車が新たに加わっるので︑今回はその対象施設とつも地震について研究してい方もさまざまですよね︒私はいうので︑このテーマへの関わり

大矢

風車にかかる力を算出してい組み合わせの荷重を計算して件を数多く設定し︑膨大な数の設計基準の中では風と波の条なことをやっています︒いまの使って応答を解くというよう

示 す の か︒ 構 造 計 算 モ デ ル をたったときにどういう挙動を

因 と な る 波 や 風 が︑ 風 車 に 当も重要な検討課題に︒揺れの要には︑どういうふうに揺れるか

加島

洋上風車を設計する際といった点を評価していきます︒

どれくらい支持力が得られるかと杭の相互作用について調べ︑もお話ししましたが︑施工地盤

６〜７ページ参照︶の取材で﹁ ＦＯＣＵＳ ＯＮ ﹂︵ 本誌に杭基礎の部分︒今号のるのは洋上風車でも特中村ろを考えていくことになりで大丈夫なのかといったとこるのかとか︑いまの設計の仕方

が︑洋上風力発電設備で大矢

足りていない部分を検討

欧州の基準の準用ではテーマだと思っています︒

きますから︑チャレンジングないう課題もちょっと変わってういうふうに解いていくかと

従来の設計方法と違うので︑どめられる精度も高くなります︒

ですべてをみる必要がある︒求は︑一つの波ではなく︑時系列必要があるんです︒ということ

用︑風との相互作用もみていく

みたいなものや︑波との相互作揺れる︒だから動的な応答特性て柱状なので︑風や波を受けては︑従来の港湾構造物とは違っみています︒ところが洋上風車て︑どれくらい力がかかるかを波を一つだけピックアップし最大波力︒つまり︑一番大きい

通常︑設計するとき必要なのは今回はちょっと難しいんです︒

が研究が進んでいて︑数多く造ないんです︒ヨーロッパのほうるにあたって日本独自の基準が加島ね︒

いというのが正直なところですことには︑まだなんとも言えな

これが完成して動かしてみない

ルを開発しているところです︒

シミュレーションのためのツーやろうとしているので︑いまは験ではなくシミュレーションを

緒かもしれない︒われわれは実もしれないし︑もしかしたら一まったく違う壊れ方をするのか

それがどうやって壊れるのか︒

揺れるようなものなので⁝⁝︒

は細長くて︑上でびょんびょん

それぞれ研究分野が違ます︒

構造物を調べるという方法がるのですが︑それをもう少し効使えないのかというと︑われわれ耐波研究グ

私が担当していよくとられるわけです︒ところ

率的にできないかということ

実はまだわからない︒これそれぞれの分野ごとにが今回の対象は新しい構造物︒

も研究課題ですね︒

までの港湾構造物は︑土の研究課題は多様

洋上では建設実績もないし︑当鶴田

中で︑土に押されて壊れることが多かったんです︒でも︑風車

そもそも洋上風車を造然︑地震被害もない︒何もわか

ループとしては︑波が当たったときの波力をみるわけですが︑従来の耐震設計法

らないところからのスタート
で︑地震のときどうやって壊れVOL.38 JANUARY 202011

風に関することが入っていませヨーロッパの基準には地震や台られている実績もある︒ただ︑り組んでいくことが今後の技術も行いますが︑このやり方で取その前段階として水理模型実験た緻密な手法も必要です︒当然

結果が出るようなものはそちら

くても簡単な方法で同じようなむ方向に︒煩雑な計算をやらなてもいいとか︑なるべく絞り込を使えばいいと思うので︑そうえようとしています︒あくまで発展に繋がるでしょう︒

ん︒現状︑日本でもヨーロッパの基準を準用するしかなく︑そ研究は離陸したばかりも計画ですけど３年以内にやりいった簡単な方法もあわせて考というかたちで造っている状

目標に向けて計画・準備をの範囲であれば問題ないだろう

態︒
でも︑それではよくないだろ

たいですね︒

計算時間もけっこうかかる︒こ計算で波の動きを解くもので︑だと思いますね︒かなり細かいは︑海外とは異なるアプローチ動水槽︶を使おうとしているの

SURF/3D︵三次元数値波

砕波力の検討にCADMAS

いえば︑われわれが時系列的な鶴田す︒にその部分ということになりまター﹂が担っていくのは︑おも洋インフラ・洋上風力技術センでしょう︒港空研︑とくに﹁海を検討しないわけにはいかない

外力となってきますから︑そこ

台風が︑日本においては大きなのいろいろな条件を組み合わせ

先ほども言ったように︑風と波がどれだけあるのか︒あとは︑

一つは︑風車に対して波の影響

ろに取り組もうとしています︒

まく考慮できないかというとこものを︑風車の設計のほうにう

期の長い波︵うねり︶といったパでは検討されていない少し周か大きな波︑あるいはヨーロッ

ことをやろうかと︒特に台風とて︑以前から研究していた波のログラムがあるのでそれを使っ︵本誌２ページ参照︶というプのスタートでしたが︑ＦＡＳＴとになって︒準備がない状態でら戻ってすぐ洋上風車をやるこ

加島んです︒そこに注目して︑まずでもさほど研究が進んでいないためすごく複雑で︑ヨーロッパ

から数十倍の大きな波力になる

は波が砕けてから︒通常の数倍いきたい︒メインのターゲット設計の計算式の精度も検証してね︒それだけではなく︑従来のうと︒それが今年度の目標です

べく︑水理模型実験から始めよのベンチマークのデータを得るにあたってのシミュレーション

解いていくという方向性でやるす︒われわれは︑まずは精緻にうというのが方針としてありまを２つ設け︑両輪でやっていこ密に解いていくやり方︒選択肢

り方と︑その一方で︑すごく緻

鶴田

うと︒考慮されていない地震やういった設計で実際に使っていて構造物に作用する力を考える

は実験を始める計画です︒

そういう効率のよいやる事例は意外と少ないんです︒のですが︑そのケースがすごく

大矢

私はこの４月に本省かでも先ほど申し上げたように︑多いので︑例えばこのケースにいので︑風を受けながら地震で日本独自ということで時系列ですべての波のデータが関してはそこまで波は考えなく現段階ではツールがな必要になってくる以上はこうし

12VOL.38 JANUARY 2020

Front People 研究者の広場 挑戦する研究者たちというより︑これまでの研究の延長線上ですね︒例えばモノパ
イル︵１本杭︶だとすごく

連携しつつ難しい課題に取り組む

もちろん急いで進めまそういう意味でも楽しみですね︒

鶴田

すけど︑それでもけっこう時間

２年くらいプログラムをつくりわからないんですよ︒なので︑の研究ネタになるのかちょっと

べないことには︑何が耐震分野し︑まずはツールをつくって調ければ研究ニーズはないと思う

は不明︒
実際︑
そんなに影響がな

その差が大きいのか小さいのかは違うのではないかなと︒
ただ︑んまっすぐのものを揺らすのとで傾きながら揺れるので︑たぶションできないんですよね︒風

揺れるというのをシミュレー

ンを使って検討していこうとからないので︑シミュレーショ

の支持力のものが造れるかわ

ないと思うんです︒どれくらいと︑支持力は考えているほど出ますが︑もし閉塞しないとなる

きく出て︑強い力に耐えてくれ

まらない︒詰まると支持力が大大口径だとおそらくあまり詰が詰まって閉塞するのですが︑なら先端のほうでだんだん土ていったとき︑普通サイズの杭す︒あと︑杭を地盤に貫入させ出してくれるのか気になりまにどれくらいの水平抵抗力をできあがるのであれば︑完成後た結果︑いままでと違う地盤がど︑ も し 大 口 径 の 杭 を 打 っようと思っているんですけ

その部分を解析で補完し状態になるかは未知数︒

後︑周りの地盤がどんなうな感じですね︒基礎研

最終的に設計ができるよ

全部足し合わせることで︑鶴田じゃないでしょうか︒

る際にも検討はしやすくなるん

有できていれば︑地震を考慮すだけなので︑そういう情報が共中に地震のことはなく︑風と波と︒いま私がやろうとしている

影響がどれだけあるか知りたいていますが︑そのとき風と波のば大矢さんは地震のことをやっ加島 あとは情報の共有︒例え力体制はできていますね︒

していただける︒そういった協計算の結果からインプットとは︑加島さんがやっている構造

荷重がかかるのかということ

杭の頭の部分にどれくらいの

れ基礎工研究の分野で必要な︑みになりますが︑例えばわれわ中村

くしかないですね︒

わせて︑コツコツ積み重ねていい道のりになると思う︒力を合ることになれば︑これからすご物と近いレベルまで引き上げ施設の設計を通常の港湾構造です︒将来的に︑洋上風力発電

んどん膨らんでいるのが現状

きことがありすぎて︑課題がどいわけにはいかない︒考えるべらの研究でも︑その課題をみなわけで︑スタートしたてのこちの課題を知ってしまっている

湾構造物でも抱えている最新

れわれは︑防波堤など従来の港はかかりそうですよね︒既にわながら風車を揺らしてみて調べ考えています︒来年度︑小さめ

究もできそうなので︑僕と大口径になるので︑打ったて︑その後︑得られた知見からの口径と大きいものとで実験してはワクワクしています︒

分野を跨いでの取り組研究課題を見つけていくことにをやっていくんですけど︑それて研究に取り組んでいるので︑それぞれの研究をなると思う︒そういうスタンス

大矢 今回︑若手が中心になっ予定です︒とあわせて解析も進めていく
僕の場合は新しいことで考えています︒
中村

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13

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「Coastal Structures 2019」に
港空研の研究者が参加しました

セッションにおける論文発表の様子

2019年9月30日〜 10月2日、ドイツのハノーバーでほか全27のセッションで論文発表が行われました。港空開催された「Coastal Structures 2019」に港空研の研研からは下迫健一郎特別研究主幹、海洋研究領域 耐波研究者が参加しました。
「Coastal Structures」は、
アメリ

究グループの鈴木高二朗グループ長、鶴田修己研究官、川カ土木学会（ASCE）海岸・港湾・河川協会（COPRI）

口真吾研究員、田中敦依頼研修員が参加し、岸壁や護岸が主催する海岸・港湾構造物に関する国際会議で、4年ごに作用する波浪・津波研究などの論文発表を行いました。

とに開催されています。前回は2015年9月にアメリカの2日目の午後は、テクニカルツアーとしてライプニッ

ボストンで開催、前々回は2011年9月にASCEと土木学

ツ大学ハノーバー（旧ハノーバー大学）とブラウンシュ

会の海洋開発委員会・海岸工学委員会の共催で横浜にてバイク工科大学が共同で運営している実験施設（平面水開催され、当時土木学会海洋開発委員長であった港空研

槽と長大水路）を見学。この長大水路では、港空研の大の高橋重雄理事長（当時）や海岸工学委員長の磯部雅彦

規模波動地盤総合水路が完成する以前の1996年に、当東京大学教授（当時）、COPRI代表の小林信久デラウエ

時の港湾技術研究所とブラウンシュバイク工科大学とでア大学教授らが共同議長を務め、多くの港空研メンバー

共同研究の実験が行われており、当時使用された大型模が事務局の運営に参加しました。

型がそのまま残されていました。

今回の会議には、ヨーロッパ、アメリカ、アジアなど世

今回は論文発表数や参加者は前回よりやや減少してい界各国から200名以上の研究者・技術者が参加しました。

たものの、世界各国の最新の研究成果を知るとても貴重

３つの会場で並行してセッションが行われ、基調講演のな機会となりました。

平面水槽

長大水路（全長 307m）

1996 年の実験で使用された大型模型

VOL.38 JANUARY 202014

T O P I C S
港空研の緊急災害対策派遣隊が防災功労者内閣総理大臣表彰を受賞しました
港空研の緊急災害対策派遣隊が令和元年防災功労者内閣総理大臣表彰を受賞し、2019年9月20日に総理大臣官邸で行われた表彰式に栗山善昭所長が出席しました。
港空研の緊急災害対策派遣隊は、2018年9月6日の北海道胆振東部地震において地震発生の翌日早朝に苫小牧港に派遣され、被害調査を行いました。
調査では、1995年の兵庫県南部地震における神戸港の液状化被害をはじめとする国内外での災害調査の経験、大型模型実験による被災メカニズムの解明や対策工法の開発などの研究実績、復旧工事への助言を行ってきた豊富な栗山所長（左）と安倍首相（右）経験や知見をもとに、港湾施設の被災状況の把握や被災施設の復旧等に関する高度な技術指導を行いました。特に、液状化による広域の噴砂・陥没・沈下・隆起メカニズムを明らかにし、調査結果に基づいて復旧対策や管理指針を速やかに提示したことが、苫小牧港国際コンテナターミナルの早期復旧に大きく貢献したとして、その功績が認められました。
防災功労者内閣総理大臣表彰は、『「防災の日」及び「防災週間」について』（昭和 57
年 5 月 11 日閣議了解）に基づき、災害時における人命救助や被害の拡大防止等の防災活動の実施、平時における防災思想の普及または防災体制の整備に貢献し、その功績が顕著であると認められた団体や個人を表彰するものです。

フランス交通科学技術研究所とうみそら研との協定書延長署名式を行いました
2019年10月28日に港空研において、フランス交通科学技術研究所（IFSTTAR）と、うみそら研による協定書延長に関する署名式を行いました。
この協定は、地盤工学分野と土木構造分野における技術協力を促進させることを目的に、IFSTTARの前進であるフランス土木研究所（LCPC）と港空研との間で2009年に締結し、2015年にIFSTTARと港空研との間で締結したものです。2020年2月に現在の協定期間の区切りを迎えることから、このたびコバリク副所長（左）と大和理事長（右）改めていくつかの発展的な内容も加え協定の延長を行いました。
新たな協定書には、2機関共同で国際共同研究の研究費申請などができるよう追記され、さらにこれらの研究費申請は2機関に限らず他研究機関を含めてもよいことが追記されました。
当日はIFSTTARのコバリク副所長とうみそら研の大和裕幸理事長が協定書に署名し、その後、気候変動に関する防災対応等についての活発な意見交換なども行われ、技術協力を含めた協力体制を再確認する機会となりました。

地盤研究領域 高橋グループ長と森川領域長らが英国土木学会のTelford Premiumを受賞
地盤研究領域 地盤改良研究グループ 高橋英紀グループ長と森川嘉之地盤研
究領域長らが、
英国土木学会（ICE）のTelford Premium（論文賞）を受賞し、2019年10月4日に授賞式が行われました。
論文は、深層混合処理工法によって固化された土に関する37年にわたる調査
結果をまとめたもので、国土交通省四国地方整備局の藤井愛彦さん（元港空研在籍）、
東京工業大学の北詰昌樹教授（元港空研在籍）と連名で受賞しました。
深層混合処理工法は1974年から日本で実用化されましたが、当時どのくらいの年数にわたって土が固化された状態が保たれるかが不明でした。港空研では、長期的な固化状態を調べるため、当時の研究者が1979年に現場で採取した固化処理土の塊を所内の土槽に埋め、調査を開始しました。現在も固化処理土は引き続き管理され、調査が続けられています。北詰教授は港空研在籍時に長期間管理を担当されており、現在は高橋グループ長がそれを受け継いでいます。
受賞論文は、劣化特性の把握に役立つもので、世界的にみてもこれほど長期にわたる調査は事例がないこと、また力学的な特性だけでなく化学分析結果も照らし合わせて考察していることなどが評価されました。
15

VOL.38 JANUARY 2020

左からワイリー英国土木学会長、高橋グループ長、北詰教授
深層混合処理工法：攪拌翼を用いて、石灰やセメントなどの固化材を地盤の深層まで混合する工法。
Telford Premium：ICE の初代会長 Thomas Telford（在任期間1820 〜1834 年）の遺産により設立された賞で、ICE に投稿された優れた論文に対して授与される論文賞。

海洋研究領域
海洋利用研究グループ

研 究者が解説します！
空

海や海の上の風力発電

主任研究官「風車」と聞いて何を思い浮かべるでしょうか？オランダの田園風景に出てくるような風車でしょうか。もし、田園が海に変わったらどんな光景になると思いますか。今回、そんな海の上の風車「洋上風力発電」についてご紹介します。
かれているものが多いです。しかし、風力発電は風の向きや強さによって発電量が左右されてしまうため、それらが比較的安定している海の上が適していると言われています。近年、環境にやさしいエネルギー源として、日本の広大な海の上に風車を置いて電気を作る洋上風力発電に大きな注目が向けられています。

種類

風車を海の上に置く方法は2つあります。
「着床式」と着床式

浮体式呼ばれる風車を海底に固定させる方法と、固定せずに水面に浮かばせた「浮体式」と呼ばれる方法です。一般的に、水深が50mより浅い沿岸域では着床式、水深50mを超える沖合では浮体式が適していると言われています。
洋上風力発電では、風がブレードと呼ばれる翼に当た

重力式

モノパイル式ジャケット式ると翼が回転し、その回転がナセルと呼ばれる装置の中

スパー型

TLP 型

セミサブ型

しくみ

に伝わります。ナセルの中では、回転のスピードを増速機という歯車で速くし、発電機に伝えて電気に変えてい増速機ます。その後、タワーや海底ケーブル内の送電線を通っ

発電機

ブレード

て電気が地上に届けられます。

ナセル

大きさは？というと、例えば、世界には高さ180m、翼の長さ80mほどの巨大なものがあります。世界最大の旅客機ほどの大きさのものが海の上で回転していること

タワーになります。
私たちの研究所では、海の上で巨大な風車が安全に、安定して発電できるように、台風による波や地震で風車

海底ケーブル

基礎がどのような挙動をし影響を受けるのかを調べています。
大きさ

牛久大仏

（世界最大の青銅製立像）

コスモクロック 21

112.5m

編集・制作 （株）
ホライゾン

120m

ブレードの長さ
80m

エアバス A380（世界最大の旅客機）

72.7m

風車

160m

企画・発行 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所 Port and Airport Research Institute（PARI）〒 239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1 TEL:046-844-5040 FAX:046-844-5072 URL:http://www.pari.go.jp

風車は、風の力を使って製粉や干拓地の排水のほかに発電にも利用されており、地上に置

180m

VOL.38 JANUARY 2020

識

知
の豆

加島寛章

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国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 港湾空港技術研究所
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