人工衛星のマイクロ波で洋上の風を見る

導入が進む洋上風力発電

現在、世界的に再生可能エネルギー導入の機運が高まっており、その中でも風力発電はヨーロッパ諸国を中心に普及が進んでいます。既にイギリスやドイツ、デンマークでは大規模な洋上風力発電が稼働しており、再生可能エネルギーの比率も高まってきました。日本でも2019年に再エネ海域利用法が施行され、洋上風力発電の本格的な導入が検討され始めています。

人工衛星からマイクロ波を照射

洋上風力発電における風車の設置場所は重要な問題です。風速と風向が安定した場所が理想ですが、どの場所にどのような風が吹いているかは、人工衛星からマイクロ波を海面に照射することで計測できます。理論的には、まったく風がない時の海面は鏡のようなのっぺりとした状態です。そこに角度をつけてマイクロ波を打ち込むと、反射の法則の通りに跳ね返り、マイクロ波は衛星には戻りません。風が吹くと海面が波立つために海面にはさまざまな角度がつき、一部のマイクロ波は衛星に戻ります。この戻ってきたマイクロ波の強度を計測することで海面の粗さが判断できます。一方で、海面の粗さと風の強さの関係を表すモデル関数が開発されており、それに当てはめることで、風の状態を割り出せるのです。

波長による問題を克服する

計測には主に、Cバンドという波長のマイクロ波を照射するヨーロッパの人工衛星が使われています。日本の人工衛星は、陸上の災害対応に適したLバンドという波長の長いマイクロ波を採用しており、海洋の測定は難しいものでした。ただ、近年では日本の民間の衛星に搭載された波長の短いXバンドを利用する研究が進んでいます。Xバンドでは雨などの要因でのマイクロ波の減衰が懸念されますが、一方でセンサを小型化しやすく、複数衛星によって計測の頻度を高められる可能性があります。これにより、正確な風の状況が得られると期待されています。この技術は、日本での洋上風力発電普及の追い風となるでしょう。

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先生情報 / 大学情報

東京海洋大学海洋資源環境学部海洋資源エネルギー学科准教授竹山優子先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

資源エネルギー工学、海洋工学、気象学

先生が目指すSDGs

メッセージ

やりたいことが一つあって、そこに一点突破で突き進んでいくのは素晴らしいことです。でも大学に入ってから、やりたいことや興味がいろいろと変わってくることもあります。大学生活が必ずしも自分の思い描いたものとも限りません。その場の状況に合わせて広く多くのことを学ぶ中で、自分のやりたいことを見つけることも大切です。
新しいことや誰かに出会うことで興味が移り変わってもよいのです。そこで自分の道を見つけられる柔軟さを持ちましょう。そして、たじろがずに、いろいろなことにチャレンジしましょう。

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東京海洋大学は、全国で唯一の海洋にかかわる専門大学です。２大学の統合により新しい学問領域を広げ、海を中心とした最先端の研究を行っています。海洋の活用・保全に係る科学技術の向上に資するため、海洋を巡る理学的・工学的・農学的・社会科学的・人文科学的諸科学を教授するとともに、これらに係わる諸技術の開発に必要な基礎的・応用的教育研究を行うことを理念に掲げています。