ものづくりのデジタル化が進むドイツで、風力発電の分野でもそのコア技術である「デジタルツイン（双子）」の研究が進んでいる。これは、風力発電装置に設置されたＩｏＴセンサーが、風速、風の方向、風車の羽根の回転速度だけでなく、振動や温度などの各種データを採取、故障を未然に察知。発電量の最適化と同時に、風車の稼働率を高めるのに役立つものだ。

　ドイツ風力発電協会（ＢＷＥ）によると、独国内には２０１９年時点で３万９２５基の風力発電装置が設置され、61・４２８ギガワットの発電容量がある。19年はドイツの総発電量の24・４％と、褐炭発電を抑え、発電源別でトップに立った。ドイツは今年７月４日、５日の両日、風と太陽光に恵まれ、総発電量の61％が風力を含む再生可能エネルギーで賄われた。

　３万９２５基のうち、２万９４５６基は地上に、１４６９基は海上に設置されている。その多くは、人が近づくのが容易ではない場所に設置されており、デジタルツインによる監視と制御は、再生エネルギーの安定的な供給のために不可欠な要素技術と言える。

色で操業状態を表示

　写真・下は、独連邦経済エネルギー省の「THE Wind IO Joint Project」のもと、当社がブレーメン大学、ユーリヒ総合研究機構などと開発した風力発電装置を制御する「ダッシュボード」を示している。色によって、表示される情報の種類が分けられている。具体的には、（１）赤色：風車の操業状態（羽根の回転速度、風に対する風車の角度、羽根の角度など）、（２）青色：風の状態（風力、風の方向、風速）、（３）灰色：日次、月次の発電量──などを示している。

　３万を超える風力発電装置全てを人が監視するのは不可能なため、各風車は、これらの情報に基づき、ＡＩ（人工知能）が最適な発電量を得るように、羽根の向き、回転速度、羽根の角度を自動的に調整する。また、装置の振動や温度などのチェックを通じて実施する「予防・予測メンテナンス」は、特に、海上に設置された風車で有用となる。

　ドイツでは11年以来、「インダストリー４・０（第４次産業革命）」を掲げ、製造部門のデジタル化を進めてきた。本誌７月14日号では、産業用ミキサーを製造する独Mixaco社が、当社のデジタルツイン技術を使い、「ミキサーの使用量に応じた課金事業」を展開していることを紹介した。最近では、木材やプラスチック部材のラミネート加工を行う独düspohl Maschinenbau社のラッピング装置に三菱電機のロボットが使われるなど、日本の製造業の間でも、独「インダストリー４・０」の技術を採用するところが増えていることも指摘したい。

（ロレンツ・グランラート　CONTACT Software日本代表）

本誌初出見出し：風力発電に「デジタルの双子」　発電量最適化やメンテに威力＝ロレンツ・グランラート