国立再生可能エネルギーセンター (Narec)

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国立再生可能エネルギーセンター (Narec)
ユーザ事例紹介
再生可能エネルギーのイノベーションを推進
MTS Non-Torque Loading (NTL) システムが風力及び潮力試験を促進
お客様の課題
国立再生可能エネルギーセンター(Narec)は、北海の海岸線沿いのノーサンバーラ
ンド州ブライスに位置し、潮力(オフショア)と風力タービンの研究・開発を中心に研
究しています。今日、巨大グローバル企業が支配するマーケットにおいて、Narecとし
ての役割は大きく、業界全体の競争とイノベーションを促すため新規参入者がより簡
単に評価、設計を検証するうえで重要な役割を果たしています。
「MTS NTLシステムを使用すると100年
に1度発生する潮力や風力をシミュレー
Tony Quinn 氏(Narec オペレーション ディレクター)によると、新規参入のための大
きな障害の一つは、新たなタービン設計の試験に掛かる時間とコストです。
「今まで、
新タービン試験方法は、ただ一つ海に新タービンを置くことでした。もちろん、通常タ
ービンは、オフショアに投入するための準備が整っていないし、そして、簡単に破損し
ます。つまり、試験後、海底から岸に引き上げ、持ち帰り、修復、再配備する必要がある
ことを意味します。
この様な非常に高価なプロセスが市場参入への深刻な障壁とな
っていました。」
と、Quinn氏は述べています。
トすることができ、現実世界の10年分に
相当する結果をタービン設計に反映す
ることができます。」
国立再生可能エネルギーセンター (Narec)
オペレーション ディレクター
Tony Quinn 氏
この試験方法はコストと時間が掛かり、再現性に乏しく、多くの場合、限られたデータ
しか得られません。12ヶ月の長期沖合試験でさえ、
タービンの信頼性や耐久性の厳
格な評価に対し必要な全ての条件が得られるという保証ありません。
「従来のプロセ
スは、デバイスの性能が、その年の風や潮等の天候条件に大きく依存し、経験と勘を
要します。設計検証方法として、確実かつ即応的ではありません。」
(Quinn 氏)
M TS ソリューション
潮力・風力タービン開発者のオフショア試験のコストと不確実性を克服するた
め、NAREC は複合研究所を開発しました。3 メガワット (MW)と15メガワット (MW) の
タービン用ドライブトレイン試験が可能な施設が2棟あり、それぞれに、MTS
Non-Torque Loading (NTL) システムが設備されています。
これら施設は、開発者が複
雑なフルスケール潮力と風力タービン用ドライブトレインを試験できるようになって
おり、正確に実世界の荷重を制御し再現性のある実験室での設定で沖合の条件を幅
広くシミュレートすることが可能です。
「MTS NTL システムを使用すると、100年に1度、発生する潮力や風力をシミュレート
することが出来ます。風力や潮力を3つの直交軸を用い表現でき、
また、同時に3次元
の任意の軸を中心とした軸や曲げモーメントに沿って力を与えることができます。6ヶ
月で、現実世界の10年分に相当する結果を得られ、
タービン設計に反映することがで
きます。」
(Quinn 氏)
be certain.
ユーザ事例紹介
NTL システムは、最先端の油圧システム、
そして、非常に大きなオフ軸(または
Non-Torque)荷重とモーメントをタービン
ドライブトレインに対して、高度かつ精密
に制御できる制御装置を導入していま
す。Narec の3 MW 施設は主に潮力タービ
ン試験に使用し、建設中の15MWは、外洋
用の風力用タービンドライブトレインを対
象としています。
Quinn 氏によると、効果的にタービンドラ
イブトレイン試験を行うために必要なオフ
軸力は非常に大きいとの事です。
「7 MWの
風力タービンは直径約 160mになり、80m
のブレードを持っています。
ブレード全面
に風が当たっているところを想像してみて
ください。
その風は、
タービンに対し転倒
モーメントを与えていることになります。
ま
た、海洋タービンは風力と状況は似ていま
すが、その荷重は海中にあるため、潮力は
風力よりも巨大エネルギーとなります。
」
こ
れらのニーズを満たすため、Narecの15
MW 施設に施設される NTL システム
は、56 MNmの転倒モーメントを与えるこ
とが出来ます。3 MW 施設にあるNTL シス
テムは15 MNmが最大になります。
写真提供:イギリス国立再生可能エネルギーセンター(Narec)
お 客 様 のメリット
現実の潮や風を再現する機能を制御設定
知り、そして、製品の信頼性と耐久性につ
が可能ならば、Narecの顧客が、新タービン いても早く知ることにより、
スピーディに低
の設計の際に必要な信頼性や耐久性に対
価格なエネルギーの提供に繋がります。
ま
し重要かつ効率的な視点を得られ、開発と た、高い信頼性は、投資家に自信を与え、
評価プロセスを加速させることができま
健全な市場へのバイタルと更なる競争結
このような強力な機器を収容するために、 す。
このことは、オフショアエネルギー業界
果に繋がります。」
(Quinn氏)
両ドライブトレイン施設は、大規模かつ特
だけでなく、風や潮といった再生エネルギ
別に設計された基礎を備えています。例え
ー全体の単価競争に対し波及効果を持っ 「全体設計は我々とMTSの協調によるも
ば、15 MW 施設敷地には、1000 トンの構
のです。」
と、Quinn 氏は言います。
「率直に
ています。
造用鋼と深さ 20メートルまで打ち込んだ
言って、世界中の誰も取り組んでいないエ
100本の杭で建てられています。
「なぜこん 「最終目標としては、天然ガスや石炭とい
ンジニアリングの課題に挑戦しているので
なに深く杭を打たなければならなかった
った化石エネルギーよりもオフショア エネ す。それには世界をリードするエンジニア
のか?それは、MTSの装置が発生させる巨
ルギーの単価を下げることです。
スピード
リングが必要だったのです。」
大な荷重に耐えるためには、
この深さと本
を求める開発者は、
自分たちの製品を良く
数が必要だったのです。」
(Quinn氏)
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エムティエスジャパン株式会社
〒130-0013 東京都墨田区錦糸1-2-1
アルカセントラル 8階
Tel: 03-6658-0903
Fax: 03-6658-0906
E-mail: [email protected]
Internet: www.mts.com/jp
ISO 9001 CERTIFIED QMS
©2013 MTS Systems Corporation
100-284-909 Narec Printed in U.S.A. 5/13
MTS は米国 MTS Systems Corporation の登録商標で
す。
これらの商標は他の国でも保護されている場合が
あります。RTM No. 211177.