地熱発電所冷却塔蒸気を対象とした着氷予測モデルの開発
寒冷地における地熱発電所では、冷却塔から排出される蒸気により周辺樹木に着氷影響が生じる可能性があり、環境影響評価を実施する際には、必要に応じてその影響範囲を定量的に予測することが重要となる。そこで本研究では、地熱発電所における着氷現象に係る観測結果に基づき、着氷厚さの成長速度（着氷成長率）を予測できる着氷予測モデルを開発し、その妥当性確認を行った。予測モデルは、正規分布を仮定したプルーム式に基づくものであり、観測値との比較から、地形影響などを考慮して冷却塔排気プルームの拡散幅を適切に設定することで、排気の拡散を精度よく再現できることを明らかにした。また、着氷の成長には一定の時間を要することから...
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| Published in | 大気環境学会誌 Vol. 57; no. 3; pp. 90 - 100 |
|---|---|
| Main Authors | , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
公益社団法人 大気環境学会
30.03.2022
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1341-4178 2185-4335 |
| DOI | 10.11298/taiki.57.90 |
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| Abstract | 寒冷地における地熱発電所では、冷却塔から排出される蒸気により周辺樹木に着氷影響が生じる可能性があり、環境影響評価を実施する際には、必要に応じてその影響範囲を定量的に予測することが重要となる。そこで本研究では、地熱発電所における着氷現象に係る観測結果に基づき、着氷厚さの成長速度（着氷成長率）を予測できる着氷予測モデルを開発し、その妥当性確認を行った。予測モデルは、正規分布を仮定したプルーム式に基づくものであり、観測値との比較から、地形影響などを考慮して冷却塔排気プルームの拡散幅を適切に設定することで、排気の拡散を精度よく再現できることを明らかにした。また、着氷の成長には一定の時間を要することから、24時間平均の着氷成長率を予測する方法を提案し、観測により得られた着氷成長率の時間変化をよく再現できることを示した。24時間平均した着氷成長率の水平断面分布は、拡散幅や予測モデルの設定の影響を受けにくく、環境影響評価において着氷影響の範囲を求める実用的な方法であることを示した。 |
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| AbstractList | 寒冷地における地熱発電所では、冷却塔から排出される蒸気により周辺樹木に着氷影響が生じる可能性があり、環境影響評価を実施する際には、必要に応じてその影響範囲を定量的に予測することが重要となる。そこで本研究では、地熱発電所における着氷現象に係る観測結果に基づき、着氷厚さの成長速度（着氷成長率）を予測できる着氷予測モデルを開発し、その妥当性確認を行った。予測モデルは、正規分布を仮定したプルーム式に基づくものであり、観測値との比較から、地形影響などを考慮して冷却塔排気プルームの拡散幅を適切に設定することで、排気の拡散を精度よく再現できることを明らかにした。また、着氷の成長には一定の時間を要することから、24時間平均の着氷成長率を予測する方法を提案し、観測により得られた着氷成長率の時間変化をよく再現できることを示した。24時間平均した着氷成長率の水平断面分布は、拡散幅や予測モデルの設定の影響を受けにくく、環境影響評価において着氷影響の範囲を求める実用的な方法であることを示した。 |
| Author | 菅野, 洋 木村, 啓 瀧本, 浩史 佐藤, 歩 岡田, 真秀 |
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| Copyright | 2022 公益社団法人大気環境学会 |
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| DOI | 10.11298/taiki.57.90 |
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| Discipline | Engineering |
| EISSN | 2185-4335 |
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| ISSN | 1341-4178 |
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| Issue | 3 |
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| PublicationDecade | 2020 |
| PublicationTitle | 大気環境学会誌 |
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| PublicationYear | 2022 |
| Publisher | 公益社団法人 大気環境学会 |
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| References | Perry, S. G.: CTDMPLUS: A dispersion model for sources near complex topography. Part I: Technical formulations, J. Appl. Meteorol., 31, 633–645 (1992). 経済産業省：有害大気汚染物質に係る発生源周辺における環境影響予測手法マニュアルVer.3.02 (2012). U.S. NRC: Atmospheric dispersion models for potential accident consequence assessment at nuclear power plants, Regulatory guide 1.145 (1982). Hanna, S. R., Briggs, G. A., Hosker, R. P.: Handbook on Atmospheric Diffusion, U.S. Department of Energy, Washington, DC (1982). 今井一郎：着氷の物理，雪氷，3, 381–389 (1941). Suzuki, T.: Geothermal power station and environmental assessment, J. Environ. Conserv. Eng., 9, 818–825 (1980) [in Japanese]. Pasquill, F.: The estimation of the dispersion of windborne material., Meteorological Magazine, 90, No. 1063 (1961). Makkonen, L., Lozowski, E.P.: Numerical modelling of icing on power network equipment (Atmospheric Icing of Power Networks, Farzaneh, M. ed., 397, Springer), pp. 83–117 (2008). Hanna, S. R., Briggs, G. A., Deardorff, J., Egan, B. A., Gifford, F. A., Pasquill, F.: AMS workshop on stability classification schemes and sigma curves—Summary of recommendations, Bull. Am. Meteorol. Soc., 58, 1305–1309 (1977). Michioka, T., Sato, A., Shimota, A., Sada, K., Ichikawa, Y., Okura, A.: Visible plume model for a mechanical-draft cooling tower: Development of the visible plume model, J. Jpn. Soc. Atmos. Environ., 44, 227–235 (2009) [in Japanese]. U.S. EPA: User’s guide for the industrial source complex (ISC3) dispersion models: Volume II - Description of model algorithms, EPA-454/B-95-003b (1995). Hanna, S. R.: Diurnal variation of horizontal wind direction fluctuations in complex terrain at geysers, Cal., Boundary-Layer Meteorol., 21, 207–213 (1981). 経済産業省：安比地熱株式会社「安比地熱発電所（仮称）設置計画環境影響評価準備書」に対する勧告について (2017), https://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/sangyo/electric/files/anpi/junbisyo_kankoku.pdf（2022.1.17.アクセス） 木村, 啓，菅野, 洋，瀧本浩史，岡田真秀，佐藤, 歩：地熱発電所冷却塔から排出される蒸気による樹木への着氷形成とその気象条件，日本地熱学会誌（2022）（印刷中） Uchida, T., Kusumoto, S., Ando, S.: Effects of various factors on rime icing. Part I: Effects of temperature and wind velocity, J. Jpn. Soc. Snow Ice, 53, 145–154 (1991) [in Japanese]. Turner, D. B.: Workbook of Atmospheric Dispersion Estimates. Office of Air Programs Pub., AP-6, U.S. Environmental Protection Agency (1970). |
| References_xml | – reference: Perry, S. G.: CTDMPLUS: A dispersion model for sources near complex topography. Part I: Technical formulations, J. Appl. Meteorol., 31, 633–645 (1992). – reference: 今井一郎：着氷の物理，雪氷，3, 381–389 (1941). – reference: Hanna, S. R., Briggs, G. A., Hosker, R. P.: Handbook on Atmospheric Diffusion, U.S. Department of Energy, Washington, DC (1982). – reference: Hanna, S. R., Briggs, G. A., Deardorff, J., Egan, B. A., Gifford, F. A., Pasquill, F.: AMS workshop on stability classification schemes and sigma curves—Summary of recommendations, Bull. Am. Meteorol. Soc., 58, 1305–1309 (1977). – reference: 経済産業省：安比地熱株式会社「安比地熱発電所（仮称）設置計画環境影響評価準備書」に対する勧告について (2017), https://www.meti.go.jp/policy/safety_security/industrial_safety/sangyo/electric/files/anpi/junbisyo_kankoku.pdf（2022.1.17.アクセス） – reference: Uchida, T., Kusumoto, S., Ando, S.: Effects of various factors on rime icing. Part I: Effects of temperature and wind velocity, J. Jpn. Soc. Snow Ice, 53, 145–154 (1991) [in Japanese]. – reference: Pasquill, F.: The estimation of the dispersion of windborne material., Meteorological Magazine, 90, No. 1063 (1961). – reference: U.S. EPA: User’s guide for the industrial source complex (ISC3) dispersion models: Volume II - Description of model algorithms, EPA-454/B-95-003b (1995). – reference: Michioka, T., Sato, A., Shimota, A., Sada, K., Ichikawa, Y., Okura, A.: Visible plume model for a mechanical-draft cooling tower: Development of the visible plume model, J. Jpn. Soc. Atmos. Environ., 44, 227–235 (2009) [in Japanese]. – reference: Hanna, S. R.: Diurnal variation of horizontal wind direction fluctuations in complex terrain at geysers, Cal., Boundary-Layer Meteorol., 21, 207–213 (1981). – reference: Suzuki, T.: Geothermal power station and environmental assessment, J. Environ. Conserv. Eng., 9, 818–825 (1980) [in Japanese]. – reference: U.S. NRC: Atmospheric dispersion models for potential accident consequence assessment at nuclear power plants, Regulatory guide 1.145 (1982). – reference: 経済産業省：有害大気汚染物質に係る発生源周辺における環境影響予測手法マニュアルVer.3.02 (2012). – reference: Makkonen, L., Lozowski, E.P.: Numerical modelling of icing on power network equipment (Atmospheric Icing of Power Networks, Farzaneh, M. ed., 397, Springer), pp. 83–117 (2008). – reference: Turner, D. B.: Workbook of Atmospheric Dispersion Estimates. Office of Air Programs Pub., AP-6, U.S. Environmental Protection Agency (1970). – reference: 木村, 啓，菅野, 洋，瀧本浩史，岡田真秀，佐藤, 歩：地熱発電所冷却塔から排出される蒸気による樹木への着氷形成とその気象条件，日本地熱学会誌（2022）（印刷中）． |
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| SubjectTerms | atmospheric dispersion environmental impact assessment geothermal power plant icing plume model |
| Title | 地熱発電所冷却塔蒸気を対象とした着氷予測モデルの開発 |
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| ispartofPNX | 大気環境学会誌, 2022/03/30, Vol.57(3), pp.90-100 |
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