「風」は「稲妻」のように海に向かって突進します！彼は海風に吹かれて深い青の夢を追いかける

「カモメは風に乗って空を何千マイルも飛びます。」古代から、風は自由と力を意味してきました。カモメを空に飛ばしたり、帆船を長い航海に導いたりすることができます。現在、西安理工大学の風力エネルギー専門家で博士課程の指導者である穆安楽氏の目には、風は単なる自然現象ではなく、無限の可能性を秘めたクリーンなグリーンエネルギー源でもある。

風は常に、制御するのが最も難しい自然の力の一つです。それは穏やかで優しいものになることもありますし、暴力的で壊滅的なものになることもあります。風の予測不可能な性質に直面して、古代の人々は畏怖とタブーを感じていましたが、木安楽はこの障壁を突破し、強風に立ち向かい、風の真髄を直接体験することを選びました。彼は何十年もの間、風を友とみなし、風力タービンの構造設計、動的解析、制御に関する研究を行い、生涯を通じて人類の利益のために風力をクリーンな運動エネルギーに変換することを追求してきました。

▲オフィスにいるムー・アンレ

「私の関心は国の戦略的ニーズによって変わります。科学技術革新は国家経済と国民生活に向けられ、実際的な問題を解決するものでなければなりません。」これは、Mu Anle が常に支持してきた科学的信念です。この信念こそが「風」にエネルギーと希望を与えるのです。

出発点：情熱

1984年、穆安楽は西安電電大学機械電気工学部に入学した。当時、彼はほとんど全ての時間を図書館と研究室で過ごしていました。 「当時、私は特に機械振動に興味があったので、学部時代の指導教官である劉青雲教授と邱元英教授から、航空機搭載プロッタの構造に関するランダム振動試験プロジェクトに参加するよう依頼されました。私はランダム振動信号の測定と動的データの前処理およびモデル化分析を担当しました。」この実践により、彼は振動力学の研究分野に入ることができ、機械力学と振動制御の研究に深く夢中になりました。大学卒業後、Mu Anle 氏は旧航空宇宙部第四研究所に入社し、電子機器の構造動力学設計に従事しました。航空宇宙工学技術についてより立体的かつ総合的に理解を深めた彼は、大学時代に学んだ単純な知識だけに頼るのは決して十分ではないことに気づきました。航空宇宙分野でより高い成果を達成したいのであれば、機械力学、現代制御理論、システム最適化理論などの最先端の専門知識を体系的に学ぶ必要があります。そこで彼は西安交通大学機械工学学院の修士課程に応募し、国内で著名な機械力学の専門家である曹龍華教授に師事しました。 1993年、修士号を取得した後、ム・アンレは学校に残って教えることを選択し、長い学術研究のキャリアをスタートさせました。

2003年に博士号取得のために勉強していたム・アンレさんは、日本政府から奨学金を受け、研究と交流のために日本の北九州工業大学に留学しました。日本滞在中、大学の研究室で学術研究を行うほか、日産、新日本製鐵、安川電機、三菱化学、三菱重工業など多くの有名日本企業を訪問し、深い交流を図りました。この経験により、穆安楽は当時の中国と日本の科学技術レベルの差を深く認識した。特に三菱重工業を訪問した際、穆安楽氏は長崎にある同社の本社が数百キロ離れた沿岸の風力発電所を遠隔制御できることを知り、風力発電技術の魔法に対する理解を深めた。同時に、彼はこの点に関して我が国のギャップにも気づき、風力タービンのダイナミクスと制御に関する研究を行うことを決意しました。当時、この国は環境汚染とエネルギー不足という二重の圧力にさらされており、風力エネルギー技術に非常に熱心でした。しかし、国内の技術レベルには限界があり、風力発電技術は非常に遅れていました。このような風力発電技術の問題を克服するためには、大変な努力が必要でした。ム・アンレは、科学研究には近道はなく、一生懸命働くしかないことをよく知っています。広範囲にわたる研究と徹底的な研究を経て、彼は最終的に電気機械ハイブリッド駆動の可変速定周波数および最大電力点追跡の新しい制御方法を提案し、国際的に影響力のある論文を多数発表し、多数の発明特許を申請しました。これらの成果は国内の有名な風力発電会社の興味と注目を集め、その後、これらの会社は研究室を訪れ、穆安楽氏のチームとのさらなるコミュニケーションと協力について議論しました。

2010年、ムー・アンレはワイオミング大学電気・コンピュータ工学部長であり、アメリカの風力発電制御産業の先駆者であるマーク・J・バラス教授の好意と資金提供を受け、同大学で風力タービンの流量制御に関する博士研究を始めました。帰国後は西安理工大学の教授兼博士課程の指導者となり、学生を指導しながら風力発電に関する力学と制御に関する研究を続けた。

ブレークスルー：風への執着

穆安楽氏は数十年にわたり再生可能エネルギーの分野に注力しており、研究活動は主に洋上浮体式風力発電システムの構造設計、動的解析、制御研究に重点を置いています。外部の考えとは反対に、この研究自体は極めて困難かつ広範囲にわたります。

洋上浮体式風力タービンは、機械工学、航空宇宙、自動制御、電気工学、材料など、複数の分野からの知識を総合的に応用する必要がある複雑な学際的なシステムです。さまざまな分野の専門知識が互いに補完し合うことでのみ、より体系的で最適化された設計ソリューションを形成することができます。多分野にわたる専門知識の統合は、Mu Anle チームの技術的および理論的革新を促進するだけでなく、チームの総合的な能力を向上させ、視野を広げるのにも役立ちました。例えば、風力タービンの低風速起動制御に関する研究を行う際、Mu Anle 氏と彼のチームは風力タービンブレードのさまざまな空力設計を試しましたが、従来のブレードの風力エネルギー変換効率を大幅に向上させることは依然として困難でした。この困った状況により、彼らは別の方法を見つけざるを得なくなり、「マグナス効果」に基づいたハイブリッド駆動ソリューションを独創的に提案し、低風速時の始動性能を大幅に向上させました。最適化と反復を経て、この成果はチームの研究の画期的な成果となり、国立自然科学財団を含む複数の基金から支援を受けました。また、国際的に影響力のある多くの論文の出版や、複数の発明特許の申請にもつながりました。

風力タービンの高風速制御を研究する際、モデリングは Mu Anle が直面する厄介な問題となりました。当初、チームは過度に単純化された数学モデルを使用していたため、翼の空力弾性特性を正確に説明できませんでした。困難を克服するために、彼らは航空学部の専門家を招いて指導を受け、動的失速モデルを考慮したより厳密なガス-固体結合モデルにモデルを置き換えました。新しいモデルでは、風力タービンブレードの曲げ変形とねじり変形を考慮し、計算精度が大幅に向上しました。チームは最終的に、強風環境における風力タービンの動的安定性を確保するための効果的なアクティブフロー制御戦略を設計しました。

複数の分野の相互統合により、新たな衝突と結果がもたらされました。近年、ム・アンレ氏のチームは洋上風力発電に関する研究プロジェクトを開始した。陸上風力発電所と比較すると、洋上風力発電所の利点は主に、土地資源を占有せず、基本的に地形の影響を受けず、風速が高く、風力エネルギー資源が豊富であることであるが、洋上風力発電はより多くの未知の技術的問題に直面している。プロジェクトの初期段階では、チームは設計において風力タービンシステムの構造力学の安定性を考慮していましたが、アンカーチェーン上の浮体間の相対的な動きに対するさまざまな海の波の影響は考慮していませんでした。当時、チーム内の力学を専攻する学生は、設計では浮体の動きの結合効果が考慮されていないと考えていたが、制御を専攻する学生は、リアルタイム制御システムには適応調整機構を追加する必要があると主張していた。こうした相違点に直面し、激しい議論の末、メンターである穆安楽は、アクティブ拡張同調質量ダンパー（ETAMD）ロバスト適応制御を備えた深喫水柱プラットフォーム（SPAR）構造を採用することを決定し、安定した構造とロバストな制御を備えた3連浮体式洋上風力発電プラットフォームを開発しました。この設計は浮体の運動特性を十分に考慮し、プラットフォームの適応制御を実現します。この成果は、我が国の洋上風力発電に新たな設計ソリューションを提供します。

技術推進と産業化の面では、Mu Anle は風力とモーターのハイブリッド駆動を使用して油井からのインテリジェントな石油汲み上げを実現するというアイデアを提案しました。主要技術面では、風力タービンとモーターの出力を調整し、吸盤ロッドの安定した動きを確保し、ポンプ効率を最適化するインテリジェントハイブリッド駆動制御システムも開発しました。現在、この技術は陝西省の長清油田で産業応用されており、従来の石油汲み上げ方法と比較して、石油汲み上げ効率が約15％向上しました。

未来：新たな約束

「独立した風力発電設備を開発し、技術的自立を達成することは、私たちの世代の科学研究者の歴史的責任です。」長年にわたり、この使命を念頭に置き、穆安楽は国家重点特別基金や国家自然科学基金を含む 16 の科学研究プロジェクトを主導し、参加してきました。彼は風力タービンの分野で体系的かつ独創的な研究を実施し、風力発電技術において一連の革新的な成果を達成しました。ブレードの最適化設計においては、ブレードの複雑な空力効果を考慮した高度な3次元数値計算法を初めて採用し、ブレードの軽量設計と風力エネルギーの効率的な利用を実現しました。風力タービンの制御に関しては、Mu Anle 氏と彼のチームは、適応流体力学に基づくアクティブブレード制御システムも開発しました。このシステムは、周囲の風速の変化に応じてブレードの形状をリアルタイムで調整し、風力エネルギーの捕捉を最大化し、発電量を大幅に増加させることができます。この技術は中国における関連分野のギャップも埋めるものです。ムー・アンレは、風力タービンの研究で実りある成果を達成したほか、機械工学の発展の促進、大規模エネルギー貯蔵技術の研究、人々の生活や医療分野におけるモノのインターネット技術の応用においても、優れた探究と貢献を果たした。

教師として、穆安楽は常に知識を広め、思想を啓発するという社会的責任を担い、優れた人材の育成に努めています。科学研究者として、彼は科学技術革新の目的を堅持し、国民経済と人民の生活に焦点を当て、各プロジェクトを完了するために実際的な問題を解決します。

ムー・アンレは将来についても明確な計画を持っている。彼と彼のチームは現在、風力タービンの空気力学モデリング、洋上浮体式風力タービンのダイナミクスと制御、風力発電用の大規模液体フロー電池エネルギー貯蔵、医療用ロボットの制御最適化に関する研究プロジェクトを実施しています。 「今後3～5年は、風力発電設備、大規模エネルギー貯蔵、医療ロボットなどの分野で先端技術の研究を継続し、ハイレベルの論文を発表し、より多くの国家レベルの科学研究プロジェクトを引き受け、関連分野で国際的にトップレベルの研究を確保するよう努めます。同時に、私たちのチームは引き続き科学研究成果の転化と応用を推進し、産学研の協力を強化し、技術成果の産業への転化を推進します。また、省や省庁の重点分野に積極的に応募して構築し、チームを関連分野のハイレベルの科学研究チームに構築し、国のためにさらに優れた工学技術人材を育成するよう努めます。」空は何も語らないが、四季は続いていく。地は何も語らないが、すべてのものは成長する。時間こそが最良の証拠です。これは、Mu Anle の将来への期待であり、心からの約束です。