ドイツ初の洋上ウィンドファーム建設に貢献しているＨＢＭの技術とサービス

環境を汚染しない効率的な発電は、生活必需品の価格が高騰し、消費者の間で環境への配慮が高まっている昨今、ますますその重要性を増しています。

ＨＢＭ社では、ジャケット構造タイプの洋上発電所の最初の試作品を建設する OGOWin 研究プロジェクト の枠組みにおいて、ドイツのブレーマーハーフェン（Ｂｒｅｍｅｒｈａｖｅｎ）にある試験プラントに、試験機器および計測機器の供給および設置を行っています。ここでは、生産モデルが荒海の条件下で使用される際に、実際にもたらされると思われる極限の圧力にも耐えうるように機器類を設置することが課題となっています。

洋上ウィンドファームは、海岸から遠く離れた沖合の洋上に設置して、恒久的に環境に優しい形で電力を供給し続ける、多数の風力タービンで構成されています。コンセプトとしては魅力的ですが、その一方で資材が風や波、海水から大きなストレスを受けるため、簡単な作業ではありません。こうした理由から、ドイツ連邦環境自然保護原子力安全省（ＢＭＵ）は、材料の利用、組み立て工程、風力発電所の構造体を運ぶための新しい製造方法に関連して、混乱が見られる洋上発電所用の基礎構造研究および最適化プロジェクト（OGOWin) に助成金を出しています。OGOWin は、海底での基礎構造の実際の使用に先立って、陸上での洋上プラントの研究に重点を置いています。

風力発電所は、搬送構造（ジャケット＋タワー）と、風から電力を起こすためのローターブレードを備えた実際のナセルという２つの主要部分から構成されています。OGOWinプロジェクトでは、研究対象としてジャケットに重点を置いています。鉄鋼が高価であり、またジャケットの重量が３５０トンにもなるため、研究者は使用する材料を最小限に抑えることを目標としています。これに加えて、風力発電所の状態は連続的に監視できるようになっています。メンテナンスサイクルと残りの耐用年数は、こうした研究の結果から推測することができます。

ドイツのブレーマーハーフェンにある、風力エネルギーおよび海洋技術のためのフラウンホーファー・センター（ＣＷＭＴ）は、伝送構造における試験機器および計測機器の設計と配置を担当しています。ＨＢＭ社は、フラウンフォーファーＣＷＭＴのために試験機器および計測機器の製作と設置を行いました。ＨＢＭ社が選ばれた理由は、特にＦＩＮＯ１で積極的な実績と説得力のある結果、そしてＨＢＭ社が試験機器と計測機器（完全防水で装備されたストレインゲージ）を供給し、２００３年に準備が完了した洋上風力発電のための研究プラットフォームがあったからです。この装置は、例外的に強烈な嵐でプラットフォームの一部が破壊されるまで、数年間にわたって全く問題なく使用されていました。これに加えて、HBM社は有能で国際的なサービスチームを有しており、問題があっても現場で迅速に解決することが可能ということもありました。そして最後に重要なこととして、ＨＢＭ社では一つの情報源から両方の技術を提供しているため、再現性が保証されている点があります。

OGOWin プロジェクトの枠組み内におけるＨＢＭ社の役割には、電子式および光ファイバのストレインゲージ（ひずみゲージ）を、ジャケットの「ストレスがかかる」ポイントに設置することや、ＨＢＭ製のアンプをケーブル接続して、計測値をフラウンホーファー・センターに伝送する作業も含まれています。目標は、テスト結果の再現性および洋上風力発電所での使用への適正について、両方の技術（ブラッグ格子型の光ファイバを使用したストレインゲージと電子式ストレインゲージ）をテストすることです。

試験の実施および計測のコンセプトについて、ＨＢＭ社は必要なハードウェアとソフトウェア（MGCplusアンプシステム、光学式インテロゲータ、catman®計測ソフトウェア）を提供し、ジャケット上に約７０点のストレインゲージを設置しました。計測ポイントの多くは二重構成にし、光・電気式の両方の技術によるストレインゲージを設置しました。重点を置いたのは、この設計では初めて使用される、新しく開発した鋳鉄製ノード（cast-iron nodes）の静的および動的な挙動を分析することです。計測ポイントは多くの層によってカバーされ、最深で４０メートルの深さの水中でも長年の連続使用に耐えられるようになっています。データは耐塩水性ケーブルによってタワーの基部にあるアンプに転送され、定期的にフラウンフォーファーい送られます。そこでデータが視覚化され、さらに変換されてHBMのロードセル社のcatman® ソフトウェアを使用して分析されます。