- 通过国内试验场实证研究评估扫描激光雷达海上风测技术的性能
- 确认可以以传统方法十分之一左右的成本测量海上风资源和风速波动
- 有望降低海上风况调查成本和工期，有助于扩大海上风力发电的利用
陆奥小河原扫描激光雷达实验总结
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
米乐m6官方网站可再生能源研究中心（以下简称“AIST”），首席研究员岛田进，研究组组长大垣哲也，与 Relatec Co, Ltd、E&E Solutions Co, Ltd、Japan Meteorology Co, Ltd、Wind Energy Consulting Co, Ltd 和国立大学法人神户大学合作扫描骑士评估风测量的测量精度和特性，陆奥小河原海上风况观测试验场进行了演示测试
作为长期现场实验的结果，使用一台扫描激光雷达单一观察法可以准确调查海上风资源并使用两个单元双重观察法8860_8919气象观测桅杆的方法相比，观测成本最多可降低十分之一，因此预计成本的降低将有助于促进海上风力发电的引入。
该技术的详细信息将于 2025 年 3 月 11 日（格林威治时间）公布。风能
海上风力发电已引起全世界的关注，近年来已变得普遍，特别是在北欧。随着实现碳中和社会变得越来越重要，海上风力发电的引入被认为是实现这一目标的关键。由于海上风力发电的发电量完全取决于风力的强度，因此在安装之前必须进行风况调查以确定盈利能力。然而，传统的利用气象观测桅杆的风况调查方法存在建设成本高、准备时间长等问题。为了解决这些问题，利用光的多普勒效应的激光雷达技术，尤其是水平方向照射激光的扫描激光雷达技术，近年来备受关注。
在 AIST，自 2010 年代以来多普勒激光雷达进行风测量的研发，旨在降低风力发电的成本，提高风力发电的性能。到目前为止，垂直骑手在山区进行示范性研究并安装在风力涡轮机上机舱型骑手进行了实证研究福岛可再生能源研究所。这次，我们利用我们的知识，利用水平方向照射激光的扫描激光雷达进行了海上风观测技术的现场演示。
这项研究和开发得到了国家研究和开发机构新能源和产业技术综合开发组织 (NEDO) 的委托项目“定居点海上风电场开发支持项目（海上风测方法的建立）（2019-2022 年）”的支持。
扫描激光雷达测风技术主要采用两种方法。一种是使用一台扫描激光雷达的单一观测方法，另一种是使用两台扫描激光雷达的双重观测方法（图1）。自2017年以来，AIST一直在对这些测量技术进行全面的现场演示和分析方法的研究和开发。此次，在Reratec株式会社、E&E Solutions株式会社、国立大学法人神户大学联合研究机构开发的陆奥小河原海上风观测试验场（青森县六所村），使用安装在距离海岸线约15公里的防波堤上的气象观测桅杆作为验证数据，采用单扫描和双扫描激光雷达观测方法，在大约一年的时间里进行了同步观测。
图1 扫描激光雷达（左）单观测法和（右）双观测法
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
此演示测试表明，双重观测方法和单一观测方法与使用连接到气象观测桅杆的杯式风速计的传统方法具有相同的预期发电输出产能利用率可以准确评估（图2左）。容量系数是考虑海上风力发电可行性的重要指标。此外，在使用两个扫描激光雷达的双重观察方法中，还有更先进的指标“湍流强度''（风动分量）也被证实能够以与使用气象观测桅杆的传统方法相同的精度进行测量（图2右）。湍流强度与预期发电量一样，是风力发电机设计的重要指标之一。
图2 常规方法与扫描激光雷达测风方法（单观测法和双观测法）（左）容量因子和（右）湍流强度对比
*原始论文中的数字被引用或修改。
在这项研究中，我们通过一年的现场演示阐明了使用扫描激光雷达的两种观测方法的特点。与使用气象观测桅杆的传统方法相比，扫描激光雷达的使用预计将降低安装成本，并显着缩短安装和拆除设备以及申请许可证所需的时间。这些基础技术的发展预计将有助于政府推动的海上风力发电的扩大推广。
海上风电方面，国家政策有望向专属经济区（EEZ）拓展，开发领域进一步向海上拓展。在这项研究结果中，浮式海上风力发电预计将安装。未来，我们将不断完善测量方法，以建立海上测量技术为目标。通过扫描激光雷达扩大测风范围，浮式海上风力发电未来，我们的目标是通过积累这样的经验数据，为国际标准化的制定做出贡献。
已出版的杂志：风能
论文标题：Mutsu 2020 扫描 LiDAR 实验：用于近岸风测量的双扫描 LiDAR 系统与单扫描 LiDAR 系统的比较
作者：Susumu Shimada、Tetsuya Kogaki、Mizuki Konagaya、Toshinari Mito、Takeshi Misaki、Kohei Hamada、Ryuzou Araki、Shizuka Ohhata、Yuko Ueda 和 Teruo Ohsawa
DOI：101002/we70003