Proposal of a new blade structure to provide protection of large electric charge lightning resistance to offshore wind turbines, and formation of their manufacturing DX

• Project/Area Number: 25K22146
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
• Research Institution: Akita National College of Technology
• Principal Investigator: 丸山 耕一 秋田工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (90302934)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉本 尚哉 秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (20291784)
• Project Period (FY): 2025-06-27 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2027: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2026: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2025: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: 洋上風力発電 / ブレードの雷耐性 / 電気伝導性 / 熱伝導性 / 電力の安定供給

Outline of Research at the Start

日本海沿岸や洋上は世界的にも有数の落雷多発地域であり、冬季雷という超パルスの大電荷をともなう落雷が頻発することが、問題視されている。本研究は、洋上風力発電機のブレード等への落雷被害リスクに対し、ブレードの表面層に、雷耐性素材を埋め込むような、新規のブレード構造を提案するものである。これにより、現状の雷発生時に、発電機の運転を停止する措置からの脱皮が図られ、電力の安定供給による再エネ料金の低コスト化が見込まれる。また、この構造を、既存の陸上風力発電機のブレードに適用するために、将来的には、印刷ロボットによる雷耐性機構の付与も視野に入れ、これを可能とする構造設計や製造法の基盤を形成する。