非定常風況下における風力タービン回転翼後流内複雑流れの解明

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750141
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 前田 太佳夫 三重大学, 工学部, 助教授 (80238865)
• Keywords: 風力タービン / 後流 / フィールド実験 / ウィンドファーム / 風洞実験

Research Abstract

世界的に、平坦で好風況な地点に風車が設置尽くされた今、風車の設置は、山岳地のような、より非定常性が強い風況下に設置される傾向にあり、それらの地点に風車を配列するための明確な指針が必要とされている。限られた場所に、より多くの風車を詰め込むには、上流側に設置された風車の後流が下流側の風車に及ぼす影響を考慮し、風車配列に関する充分な検討が課題となる。本研究では、風車後流の特性を解析し、ウィンドファーム設計の指針を提案することにある。最終目標としては、ロータ直径10mの研究用フィールド風車を用いて、風車後流内の複雑流れを解明する。その第一段階として、本年度はフィールド風車と相似な翼を有する小型の風車モデルを風洞内で運転し、定常流中における風車後流の速度分布をLDVで測定した。その結果、風洞内の一様流中では、風車後流の影響は10D以上にも及び、速度の回復がかなり遅いことが明らかになった。また、風車の推力係数から風車後流の速度分布を求める理論式による結果は、風洞実験のデータと合わないことが明らかになった。これらの基礎データをもとにして、現在、三重大学附属農場に設置してあるフィールド風車の後流分布測定の計測を開始した。風車下流に移動式の風速計を様々な位置に設置して後流内の速度分布の詳細データを取得している。次年度はフィールド風車上流の風速計の測定値と下流の移動式風速計の測定値の相関を取り、フィールド風車後流の速度分布を解明する。