10MW超級の大型浮体式洋上風力発電を想定した、浮体構造物の連成解析の完了について

～浮体式洋上風力発電の普及に向け、関連エンジニアリングサービスの開発を加速～

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2023年11月29日

東芝エネルギーシステムズ株式会社

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当社はこのほど、ジャパン マリンユナイテッド株式会社（本社：神奈川県横浜市、代表取締役社長：灘 信之、以下「JMU」）、日本シップヤード株式会社（本社：東京都千代田区、代表取締役社長：前田 明徳、以下「NSY」）とともに、10MW超級の大型浮体式洋上風力発電を想定した浮体構造物の実用化に向けた重要なマイルストーンとなる解析を完了しました。

JMUとNSYはともに海洋浮体構造物等の設計・製造・販売等を担い、浮体式洋上風力発電において洋上で風車やタワーを支える浮体の設計・製造・販売を手掛けています。浮体は新しい型の風車と組み合わせる場合、浮体に対する風、波などの外部条件による荷重や、風車の制御による荷重など、浮体にかかる複数の異なる事象の相互作用を考慮した解析を行うことが国際標準化機関であるIEC（国際電気標準会議）の標準規格で定められており、その荷重解析のひとつの手法として連成解析があります。今般当社は、JMUとNSYが今後の展開を予定している、10MW超級の大型風力発電を想定した浮体の連成解析を完了させ、本浮体が風車の一般的な運用性条件を満たしていることを確認しました。

カーボンニュートラル社会の実現に向けて、風力発電への期待が高まっています。風力発電は風車を設置する土台を海底に固定する「着床式」と、土台を海の上に浮かべて海底と繋ぐ「浮体式」がありますが、国内においては、着床式に適した浅い海域が少ないことから、今後「浮体式」が主流となると考えられています。「浮体式」はその普及が期待されている一方、商用化に向けた開発段階であることから取り組むべき課題が多く残されています。中でも連成解析は浮体型式毎に風車の制御を設計する必要があるため、風車メーカーのエンジニアリング業務に着床式と比較して多くのリソースが必要となり、早期の実用化に向けた課題の一つとなっています。
当社は、これを解決するため、これまで他の事業で培ってきた荷重解析の技術を活用し、「浮体式」における連成解析をはじめとするエンジニアリングサービスの開発を進めています。

当社は今年1月から、JMUなどの協力のもと、10MW超級の実機の風車を想定した連成解析を進めてきました。本解析において、特定の想定海域における主要な荷重条件のもとで、シミュレーションを行い、タワーを浮体に合わせるように適応させるなどの調整を行ったうえで、最終的に風車に求められる一般的な運用性条件を満たすことを確認しました。

当社は、今回の実績をもとに浮体式洋上風力を開発する事業者や関連企業のニーズに応えられるようなエンジニアリング技術を確立し、同サービスの早期の事業化、ひいてはカーボンニュートラルの実現に貢献してまいります。 

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