風力エネルギーソフトウェア

風力エネルギーに特化したソフトウェア アプリケーションは、風力発電所の開発と運用に役立ちます。

RETScreenソフトウェア風力発電モデルは、マルチタービンおよびシングルタービンのハイブリッド システムを対象に、中央グリッド、独立グリッド、オフグリッドの風力エネルギー プロジェクトにおけるエネルギー生産と節約、コスト、排出削減、財務的実行可能性、およびリスクを評価するように設計されています。カナダ政府によって開発されたこのソフトウェアは多言語対応で、風力エネルギー リソース マップへのリンクが含まれています。

風データ ジェネレーター(WDG) は、WRF (気象研究および予報) モデルを実行して風アトラスを作成し、3 km ～ 10 km の解像度で風データを生成できる 風力エネルギー ソフトウェア ツールです。

ソフトウェアは風力タービンの設計に役立ちます。この設計プロセスでは、いくつかの空力弾性パッケージが使用されます。

FOCUS6は、風力タービンやローターブレードなどのタービン部品の設計に役立ちます。これは、ナレッジセンター風力タービン材料および構造（WMC）^[1]とオランダエネルギー研究センター（ECN）^{[2]によって開発されました。}

米国国立再生可能エネルギー研究所(NREL) の一部門である国立風力技術センター(NWTC)は、タービン製造業者や研究者が使用する多くのパッケージを開発しました。NWTC は、ブレード要素運動量 (BEM) 理論に基づくタービン設計および性能予測コードを開発しました。WTPerf は、定常 BEM 理論を使用してタービンの性能をモデル化します。FAST は、非定常 BEM 理論を使用して、乱流の時空間場における剛体と柔軟体の集合としてタービンをモデル化する総合的な空力弾性シミュレータです。Germanischer Lloyd は、FAST が「設計および認証のための陸上風力タービンの負荷の計算」に適していると判断しました。^{[3] [4]}

ベルリン工科大学ヘルマン・フェッティンガー研究所（流体力学部門長）の風力エネルギー研究グループが開発したオープンソースソフトウェアQBlade は、翼型シミュレーションコードXFOILと組み合わせたBEMコードです。これにより、ユーザーは翼型の形状を開発/インポートしてシミュレーションし、定常 BEM 理論を使用して風力タービンブレード/ローターの設計とシミュレーションに使用することができます。このソフトウェアはQt フレームワークを使用して構築されているため、グラフィカルユーザーインターフェイスが含まれています。

ベルリンの Baayen & Heinz GmbH が開発したオープンソースソフトウェア Vortexje は、垂直軸および水平軸風力タービンの動的シミュレーションに適した非定常 3D パネル法の実装です。SimulinkやDymolaなどの他のシミュレーション環境と簡単に連携でき、空力最適化、流体構造相互作用問題、非定常制御システム シミュレーションに適しています。

Ashes は、陸上および洋上水平軸風力タービンの空気力学および機械力を解析するためのソフトウェア パッケージです。これは、ノルウェーのトロンハイムにあるノルウェー科学技術大学で行われた研究に基づいています。

風の流れをモデリングするソフトウェアは、測定が不可能な場所における重要な風の特性を予測します。Furow は、直線流モデルと数値流体力学モデルを同じソフトウェアで提供するソフトウェアです。WAsPは、デンマークのRisø 国立研究所で開発されました。WAsP は、潜在流モデルを使用して、風がサイトの地形上をどのように流れるかを予測します。Meteodyn WT、Windie、WindSim、WindStation ^[6] およびオープンソースコード ZephyTOOLS ^{[7]は、代わりに}数値流体力学を使用します。これは、より正確である可能性がありますが、より多くの計算を必要とします。^[8]

このソフトウェアは、風力発電所の挙動をシミュレートし、最も重要なエネルギー出力を計算します。ユーザーは通常、風データ、高さと粗さの等高線（地形）、タービンの仕様、背景マップを入力し、環境制限を定義できます。この情報を処理することで、制限と建設上の問題を考慮しながらエネルギー生産を最大化する風力発電所の設計が作成されます。パッケージには、Furow、Meteodyn WT、openWind、WindFarm、WindFarmer: Analyst、WindPRO、WindSim、WindStationが含まれます。^[6] WakeBlasterは、風力発電所の伴流損失をモデル化する特殊なCFDサービスです。

風力発電所視覚化ソフトウェアは、提案された風力発電所をグラフィカルに表示します。これは、建築許可を取得するために最も重要な目的です。主な手法には、フォトモンタージュ、視覚影響ゾーンマップ、3 次元視覚化 (航空写真やタービンなどのオブジェクトを含むことが多い景観の透視図) などがあります。

風力発電所監視ソフトウェアは、風力タービンが正常に稼働しているか、または故障しそうかを確認できるソフトウェアです。監視ソフトウェアのその他の機能には、レポート、測定データ (電力曲線) の分析、環境制約 (コウモリの制御など) を監視するツールなどがあります。

既存の風力発電所については、既存の数値気象予測データ (NWP) とライブ ( SCADA ) 発電所データを入力として使用して、発電電力 (単一の発電所または完全な予測地域) の短期および中期予測を作成するソフトウェア システムがいくつかあります。この目的で使用される数値気象予測モデルの例としては、欧州のHiRLAM (高解像度限定地域モデル) とNOAAのGFS (全球予報システム) があります。