人工知能

AI技術を活用して風力発電を迅速に拡大する

ハノーファーの統合生産研究所の研究者たちは、AIを活用した地理情報システムを用いて、風力発電プロジェクトの成功見込みをより正確に予測できるようにしたいと考えている。

ドイツ国内で生産される風力発電量を単に維持するだけでなく、さらに増やすためには、風力発電設備の建設ペースを早めることが急務である。現在、ドイツ全土には約3万基の風力発電設備がある。そのうち約半数は、例えば再生可能エネルギー法（EEG）に基づく補助金の期限切れや技術的部品の陳腐化などを理由に、今後10年間で稼働を停止する可能性がある。

研究プロジェクト「WindGISKI」

しかし、風力発電設備のリパワリングや新設に適した地域はどこだろうか。十分なスペースがあるだけでなく、地域住民からの理解も得られ、地元の風力発電拡大プロジェクトを成功させることができる場所はどこだろうか。この疑問に答えるべく、学術界と産業界からなるコンソーシアムが、研究プロジェクト「WindGISKI」に取り組んでいる。

風力発電拡張プロジェクトの成功見通しに関する地理情報システム

その目的は、人工知能を活用して、ドイツのあらゆる地域において、風力発電の拡大プロジェクトがどれほど成功の見込みがあるかを算出する地理情報システムを開発することである。この予測では、集落からの距離や風況といった客観的な要因だけでなく、初めて、広範な人口統計学的・社会学的要因も評価に組み込まれます。これには、例えば、地域における政治的傾向、平均年齢、教育水準などが含まれます。また、既存の風力発電設備の数も考慮されます。

実現可能性調査

このアプローチが有望であることを、ハノーファー統合生産研究所（IPH）gGmbHとNefino GmbHが2020年の夏から秋にかけて実施した実現可能性調査が示した。研究者たちは過去の風力発電プロジェクトのデータを分析し、相関関係を見出した。ただし、これらの相関関係は必ずしも直線的ではない。例えば、すでにいくつかの風力発電設備が存在する地域では、住民は基本的にさらなる建設プロジェクトに対して前向きな姿勢を示すが、数が多くなりすぎると反対運動が起こる可能性が高まる。環境意識の高い住民の割合が高い地域では、一般的に風力発電設備に対してより寛容であるが、例えば生物種の保護に関する懸念が問題となる場合などには、ここでも反対運動が高まる可能性がある。

人工知能とデータマイニング

したがって、実現の可能性は、互いに影響し合うさまざまな要因に左右されます。こうした複雑な関連性を解明するため、研究プロジェクト「WindGISKI」では、人工知能およびデータマイニングの手法が活用されています。その基礎となるのは、過去の風力発電拡張プロジェクトのデータです。このデータを用いて人工知能を学習させ、成功の見込みや実現までの期間を再現できるようになるまで訓練します。その後、人工知能は将来予測を行い、ドイツの各地域の潜在的な用地における風力発電プロジェクトの実現確率を予測できるようになる――これが研究者たちの目標です。

風力発電プロジェクトに適した有望な用地を特定する

この研究プロジェクトで開発される地理情報システムは、2つの課題の解決に役立つことが期待されている。第一に、将来の風力発電プロジェクトに向けた有望な用地を特定しやすくなること。第二に、他の地域で風力発電の拡大を妨げている要因が何か、またそれらの障壁をどのように取り除けるかを明らかにするのに役立つこと。これらはいずれも、ドイツにおける風力発電の拡大を加速させることに寄与する。

参加研究機関

「WindGISKI」には、計8つの研究機関、企業、団体が参加しています：

ハノーファー・ライプニッツ大学の静力学・動力学研究所がコンソーシアムの代表として本プロジェクトを統括しており、
ハノーファー統合生産研究所（IPH）gGmbH、
Nefino GmbH、
fk-wind、ブレーマーハーフェン応用科学大学の風力エネルギー研究所、
ニーダーザクセン・ブレーメン州再生可能エネルギー協会（LEE Landesverband Erneuerbare Energien Niedersachsen | Bremen e.V.）、
ARSU地域構造・環境研究ワーキンググループ有限責任会社、
ハノーファー・ライプニッツ大学情報処理研究所および
カール・フォン・オシエツキー・オルデンブルク大学の組織・イノベーション講座。

3年間の期間

総額200万ユーロの助成を受けたこの共同プロジェクトは、2021年12月1日に開始され、期間は3年間である。このプロジェクトは、ドイツ連邦環境・自然保護・原子力安全・消費者保護省（BMUV）の助成プログラム「AI-Leuchttürme」から助成を受けている。プロジェクト実施主体は、Zukunft – Umwelt – Gesellschaft (ZUG) gGmbHである。

このプロジェクトに関する詳細情報は、windgiski.iph-hannover.de でご覧いただけます。.

IPHについて

ハノーファー統合生産研究所（IPH）非営利有限責任会社は、生産技術の分野において研究・開発を行っています。同研究所は1988年、ハノーファー・ライプニッツ大学を母体として設立されました。 IPHは、プロセス技術、生産自動化、ロジスティクス、およびXXL製品に関する研究開発、コンサルティング、人材育成を提供しています。顧客には、金型・治具製造、機械・プラント製造、航空宇宙、自動車、電気、鍛造産業などの分野の企業が名を連ねています。

同社はハノーファーの北西部にある科学技術パーク「Science Area 30X」に本社を置き、現在約75名の従業員を擁しており、そのうち約30名が研究員である。

(公開日：2022年1月13日)