地上気象観測指針（気象庁、平成14年）での風速計の地上からの高さ

地上気象観測指針（気象庁、平成14年）で、

風速計を設置する場所ですが、
地上から10ｍくらいの高さと考えて良いのでしょうか？
地上から30ｍとか50ｍの場合もあるのでしょうか？

よろしくお願いします。

質問者からの補足コメント

• 気象支援センター
  は誤りで、正しくは
  気象業務支援センター
  です。

    補足日時：2022/05/29 07:22

No.9 ベストアンサー 回答者： 白亜気 回答日時： 2022/05/30 07:37

質問のポイントのようなものが、私に掴めていないのかもしれないです。

❶ 山の上に風車を作るのに、山の麓での地上10ｍでの計測結果を使うのでは、風車にかかる風を予測するのは無理ではないかと考えています。
❷ そんな理由で、かなり高いところで、風況を計測する必要がある。と思っています。
❸ 以前会ったことのある風力発電の会社の人は、風況の調査を１年以上かけてやると言っていましたが、次の準備書706ページを見る限り、重要な風車の高さでの計測をやらないように読み取れました。
❹ 地上気象観測指針（気象庁、平成14年）で、風速計を設置する場所ですが、地上から10ｍくらいの高さと考えて良いのでしょうか？
❺ 近所には、風車の会社が建てた風速計が、地上30ｍ（？）くらいの高さで山の上に立っていたのですが、――　地上気象観測指針に準拠して、、、風向、風速の観測をする。とあったので、不思議に思いました。その会社が作ろうとしている4200ｋｗの風車は180ｍくらいあるので、地上10ｍで計測しても、上空の風速の予測は出来ないと思ったので、質問しました。やはり、地上気象ですから、10ｍですよね。

　　～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
【環境影響評価法に基づく主務省令（「発電所の設置又は変更の工事の事業に係る環境影響評価の項目並びに当該項目に係る調査、予測及び評価を合理的に行うための手法を選定するための指針、環境の保全のための措置に関する指針等を定める省令」）】では、｛① 風車や発電設備にどの程度の物理的強度や耐久性を求めるか　② そのような検討のための評価方法をどうするか｝は問題にしていないようです。　構造物の建築や構造物が稼働したことによる周辺環境への影響の評価がポイントです。
https://www.meti.go.jp/policy/safety_security/in …
また、【一応は、周辺地域の地上気象の状況把握を済ませています】
風に関しては、p705～p714　に観測地点や結果が示されています。
https://my.ebook5.net/gpi_eia/hiragiawa_jyunbisy …
環境影響評価法に基づく主務省令では､風は特に注意すべき評価項目にはなっていないし、現実に p591～(まあp599程度)の記載をみても、《(風車による)風への影響》は評価の項目からもハズされています。
https://my.ebook5.net/gpi_eia/hiragiawa_jyunbisy …

｛① 風車や発電設備にどの程度の物理的強度や耐久性を求めるか　② そのような検討のための評価方法をどうするか｝は、現地の個別計測が必要なことにはなっていないでしょう。　地上300m程度、あるいは近隣の地形から想定される､突風などの影響、局地的な強風等に関して、振動も含めて、純機械強度的なことを、鉄塔や風車、羽根の形状によって、検討すれば良いことでしょう。　現地で風を細かく数年計測しても、ほとんど意味を持たないでしょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

自分の心配事が、台風での強風のこと、金属疲労のこと、風況観測塔のこと
などいろいろあって、それらがごちゃ混ぜになっていて、皆様に迷惑をかけています。

家の近くに、風の計測用のポールが20年くらい立ったままです。
会社は倒産しました。
２年くらい前に、風力発電の会社の人と会ったときに、
１年から１年半くらいかけて、風況を計測する予定だ。
と言っていたので、
計測塔を建てるのが当たり前だと思い込んでいました。

いまは、
”風車の建設予定地の近くに計測塔を立てて風況計測をする。”
ようなことは止めている会社が多いのでしょうか？



他にも、超低周波音の心配もありますが、
それは、また別の機会に質問いたします。
そのときは、よろしくお願いします。
自分では、リオン社のNL-62に、
波形収録プログラムNX-42WRを追加して、
１６ビットで記録したデータを、
FFTとWaveletで解析しています。
G特性は、ISO7196に従って
計算しています。

お礼日時：2022/05/30 08:54

No.11 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/05/30 14:17

No.10です。

> もっと詳細なデータが入手できるならば、
風力発電に関する(風況も含む)詳細データーを持っているのは、
風力発電設備の試験運用をしているところです。
風力発電設備の開発を行っているメーカー。
　自社設備の性能確認を兼ねています。
自然エネ分野に参入しつつある企業。
　自社で試験設備を運転してデータ取得もしています。
こんな所にチャネルを作れれば、データーを分けてもらえるでしょう。

風力発電設備を商用で持っている業者は、
SEに従って製造者から調達した、利用者と言う立場です。
ここで得ているデーターは、設備運用の監視用なので、
間引き観測や積算観測であり、大まかなデーターになります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

私には無理です。
この前来た風力発電の会社の人の
計画を邪魔して、
追い払ったのが私ですから、
良い関係は作れないでしょう。

しばらくは、
気象業務支援センターのデータを使う事にします。

お礼日時：2022/05/30 17:37

No.10 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/05/30 13:12

No.7です。

> 瞬間風速は、10秒間の間に４ｍ／ｓくらい変化しますので
短時間変化と言う事であれば、もっと大幅に変わります。
たぶん、あなたの得たデーターは、
気象庁基準(3秒平均値)ではないでしょうか。
ご参考まで。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

金属疲労のことを考えて、
風車にかかる風圧の時間的な変化を
調べようとしました。

風速の変化に関する詳細なデータが欲しくて、
気象庁にメールして聞いたら
気象業務支援センターのバイナリデータを紹介してくれました。
自分でCSVファイルに変換してエクセルで読んで使っています。

他の所で、
もっと詳細なデータが入手できるならば、
購入しますので、
入手方法を教えていただければ幸いです。

よろしくお願いします。

お礼日時：2022/05/30 13:29

No.8 回答者： 白亜気 回答日時： 2022/05/29 22:01

ネットで公開のものに次のものがあります。

日本気象株式会社　地上気象観測
https://n-kishou.com/corp/service/observation/su …
環境アセスメントにおける地上気象の通年観測
(風向・風速、気温・湿度、日射量、放射収支量、雨量)
高さ10mポールを建て風向風速計を設置、その他の機器を地上付近に設置し、対応しております。

風力発電のための風況調査
40m、50mのタワーを用いた風況精査を行っております。

風車のためには、次のものも公開されています。
https://www.jwa.or.jp/wp-content/uploads/2021/01 …
風力発電の事業性評価や風車設計のために、精度の高い風況調査が重要です。日本気象協会は、国際規格やウインドファーム認証に対応した風況観測と、事業予定地の地形を考慮した風況シミュレーションで、事業性評価や風車設計を支援します。
風力発電の事業性評価には、風車ハブ高度での風況観測が必要です。近年、風車の大型化により、ハブ高度は100ｍを超えています。国際規格によれば、ハブ高度の2/3以上の高さで風況観測が必要で、風況観測鉄塔のみでは精度の高い観測が難しくなってきています。日本気象協会は2008年からドップラーライダーを導入し、上空の風観測に活用してきました。大型化する風車に対応するために、風況観測鉄塔とドップラーライダーを組み合わせ、ハブ高度での高精度な風況観測を実現しました。
風力発電用の風況観測では、地上高約60mの風況観測鉄塔を用います。この鉄塔に三杯式風速計、矢羽根式風向計を設置して1年間の風向・風速を観測します。多くの事例で、高度40m、50m、60mの風向と風速を観測します。
ドップラーライダーは高度40から200mの風向風速を観測できるリモートセンシング機器です。ドップラーライダーは上空にレーザーを照射し、後方散乱光のドップラー効果による周波数の変異を観測することで、風向と風速を観測します。

この回答へのお礼

ありがとうございました。

GPIの準備書を調べているのですが、
風況観測は、山のふもとで行い、
観測するのは、地上10ｍでの風の様子だけ。
のようにしか見えないので、

ＧＰＩに電話もして、
どんな機材で、どのように調べているのかをメールで教えて下さい。
と頼んでいるところです。

教えていただいたＵＲＬには、風況観測鉄塔の話が出てきます。
地上高60ｍならば、ある程度納得できます。

山の上に風車を作るのに、
山の麓での地上10ｍでの計測結果を使うのでは、
風車にかかる風を予測するのは無理ではないかと考えています。

準備書には、教えていただいたＵＲＬでの内容に沿った計測の話が
書いてあって、私が見落としているだけかもしれないので、
もう一度電話して確認してみます。

お礼日時：2022/05/30 06:01

No.7 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/05/29 18:38

No.6です。

> 金属疲労のようなことが、ブレードにも起こるのではないかと
回転していること自体が風圧(外力)を受けていることになるので、
当然ながら金属疲労は有ります。
この疲労進行速度が設計条件以内であれば、何の問題もありません。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

疲労応力
材料に負荷する応力が一定ではなく、時間に対して変動することによって引き起こされる破壊が疲労の定義の1つである[注釈 1]。そのような疲労応力を発生させる荷重を疲労荷重(fatigue loading)または動荷重(dynamic loading)と呼ぶ。外的な荷重が負荷しなくても、このような繰り返しの疲労応力は発生し得るので注意が必要である。例えば、部材に温度変化が発生する場合は熱応力による疲労破壊が発生する可能性がある。

とあるので、風圧がかかっても一定ならば、時間的に変動するという条件にあてはまりません。

瞬間風速は、10秒間の間に４ｍ／ｓくらい変化しますので（気象業務支援センターのデータ）これによって、時間に対して変動する応力が生じます。疲労を考えるときは、この１０秒間の間で変化する風速、すなわち、１０秒間の中での最大瞬間風速と最小瞬間風速の差（４m/ｓ）が大切だと考えています。

金属疲労に関する専門的な文献で入手しやすいものがあったら、教えてください。購入して勉強します。

お礼日時：2022/05/29 21:31

No.6 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/05/29 15:37

No.5です。

大きな発電用の風車は、羽自体に相当な重さがあるため、
風速の短時間変化には追随しません(できません)。
また、追随する必要は有りません。

風速計用の風車は非常に軽いので、追随が速いです。

羽の保護、と言う事であれば、
それは瞬間的な風速の変化ではなく、強風からの保護になります。
一定風速(以上)になれば、
羽の向きを変えて風を受け流しながら回転を止める(固定する)、
等の防護機能があります。
なので、強風が過ぎると、発電を停止することがあります。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

考えたのは、金属疲労のようなことが、ブレードにも起こるのではないかという事です。
風車の回転数が変化すると考えているのではありません。

https://www.sankei.com/article/20130805-LQSQTPKW …

お礼日時：2022/05/29 17:51

No.5 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/05/28 13:34

No.3です。

> 重要な風車の高さでの計測をやらないように　読み取れました。
事前の風況調査であれば、設置する風車高は決まってはいません。
主要高を計測すれば、任意高の風速は推定できます。
なお、実際に設置すれば、風車本体に風速計を付けて、
発電量とともに、それも一緒に記録しています。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

準備書の段階ですので、風車は決まっています。
4200ｋｗ/ｈで180ｍくらいの高さがあります。

風速を予測する式が書いてあるＨＰは確認しましたが、
気になっているのは、
計測した10秒間での風速と、その10秒間における最大瞬間風速と最小瞬間風速の差です。

気象支援センターが提供しているデータを確認したところ、
４ｍ/ｓ程度の差がありました。
この差は、ブレードの疲労や回転軸の金属疲労の原因となり、
安全に発電を行うには、調査しなくてはならない要素だと考えます。

そんな理由で、
かなり高いところで、風況を計測する必要がある。
と思っています。

ＧＰＩにも、電話して、計測機材の名前と性能をメールで教えて下さい。
とお願いしているところです。
3日たちますが、返事はありません。

お礼日時：2022/05/29 07:01

No.4 回答者： yucco_chan 回答日時： 2022/05/27 17:29

風況調査は、地上高６０ｍ気象観測塔を建設したり、

８０ｍのマストを建てたりして行っている。
建設コストや建設時間がかかる事が大きな問題になっている。

海外では、地上から上空にレーザー光線を発射し、
その錯乱光を観測することで、風況を調査する手法が
確立されている。
欠点も少なくないので世界標準にはなっていない。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

新し測定方法に関して、これから勉強します。

問題の発端は、次の準備書の706ページの記述です。
私の誤解かもしれません。

https://greenpower.co.jp/2022/05/10/information- …

お礼日時：2022/05/28 06:41

No.3 回答者： angkor_h 回答日時： 2022/05/27 16:47

No.1です。

> 風力発電関連での質問です。
これは、特定用途向けの風速観測と言う事になります。
風力発電は、風車高に於ける風速が重要なので。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

以前会ったことのある風力発電の会社の人は、
風況の調査を１年以上かけてやると言っていましたが、

次の準備書706ページを見る限り、
重要な風車の高さでの計測をやらないように
読み取れました。

私の誤解かもしれません。

https://greenpower.co.jp/2022/05/10/informati...

お礼日時：2022/05/28 06:45

No.2 回答者： neKo_deux 回答日時： 2022/05/27 15:33

> 地上気象観測指針（気象庁、平成14年）で、

その資料確認するのが手っ取り早いですが、ネットではちょっと見つかりません。
一部図書館なんかには蔵書されてるみたい。
ウチの近所には無いですが。


いくつかのサイトを見ると、その資料に従って地上10mに風速計を設置したって記述は見かかるから、10mって事では。

> 地上から30ｍとか50ｍの場合もあるのでしょうか？

10mなら電柱の高さですが、30mや50mは鉄塔立てる必要があるのでそんな事するとは思えないです。
地域によっては建築物の高さも制限されるし。
測定データも、地上10mと30mが混在してますじゃ、信憑性が揺らぐし。

まぁ、電柱立てられない、マンションの壁面にも設置できなくて30mの屋上にしか置けない、でも風向データは欲しいって事が絶対に無いとは言い切れないから、何とも言えない。

この回答へのお礼

ありがとうございます。

風力発電関連での質問です。

近所には、風車の会社が建てた風速計が、
地上30ｍ（？）くらいの高さで山の上に立っていたのですが、

最近、別の風車屋さんの準備書を見たら、
地上気象観測指針に準拠して、、、、風向、風速の観測をする。
とあったので、不思議に思いました。

その会社が作ろうとしている4200ｋｗの風車は180ｍくらいあるので、
地上10ｍで計測しても、上空の風速の予測は出来ないと思ったので、
質問しました。

やはり、地上気象ですから、10ｍですよね。

お礼日時：2022/05/27 16:00