2016 Fiscal Year Research-status Report
洋上大型風車ブレードの海水を用いた雷保護手法の検討
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15K05959
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| Research Institution | Aichi Institute of Technology |
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Principal Investigator |
箕輪 昌幸 愛知工業大学, 工学部, 教授 (10609316)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
依田 正之 愛知工業大学, 工学部, 教授 (80103240)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 風力発電 / 雷保護 / 風車ブレード / 落雷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
風力発電所への落雷現象，ブレード等への雷撃様相と雷被害の有無などについて検討分析するために，内灘風力発電所（石川県内灘町），稲葉山風力発電所1号機（富山県小矢部市），上越風力発電施設1号機，2号機，3号機（新潟県上越市）の日本海側の4地点で風車への落雷観測を実施。観測項目は落雷電流観測とカメラを用いた光学観測である。年度末にまとめて観測データを回収し，過去のデータも含めて解析を実施中。また解析では，上越市名立風力発電施設での観測データ（雷サージカウンタでの計測データ）も得られたため，このデータも含めて解析を実施。上越地区の観測結果解析からは，①風車への多地点同時落雷が全体の約3.5％ある事，②風車への落雷（ほとんどが冬季）のうち，約40％が両極性および正極性の落雷であった，③電気量が200Cを超える落雷の多くは両極性であった，結果が得られた。稲葉山風力発電所での観測結果解析からは，①落雷はブレードが頂点に達した後にその先端に着雷するケースが多い，②正極性雷では電流値と電気量とに，負極性雷では継続時間と電気量とに相関性がみられる，結果が得られた。内灘風力発電所での観測結果解析からは，ほぼ同じ高さの避雷塔（わずかに風車より高い）がある状況で，年によって違いはあるが，避雷塔と風車への落雷数の比が約2：1となっている事が判明した。
風車ブレードの汚損状況調査については，模擬ブレードの設置が困難であったため，汚損調査用にPP板を風車近くの構造物等に複数設置し，冬季の天候環境下おいて暴露させ，冬季終了後（年度末）に一部を回収した。今後汚損程度を順次調べる。
小型GFRP板を用いての放電実験では，当初考えていた放電装置より高電圧を発生できる装置を用いて実験を行うことが可能になったため，装置の調整等も含めての実験を実施中。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成27年度の中ごろに本学電気学科で500kVクラスの衝撃電圧発生装置（中古品）を購入することになりました。平成28年度はより大きい衝撃電圧発生装置施設（120kV程度）を借用して実験，研究を遂行する予定であったが，上記の学科購入の衝撃電圧発生装置（中古品）を利用する方が研究遂行に追いて，経済的であり，また，当初の予定より高い電圧まで実験を行えることが可能なため，研究実験の進め方を少し変更することにしました。今回の電気学科購入の衝撃電圧発生装置は中古品であり，一部の部品を交換しましたが，特注品であったため納期時間がかかりました。またその後新たな調整も必要なことが判明し時間がかかっています。そのため，当初予定より，進捗はやや遅れている状況です。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の予定より大型の衝撃電圧発生装置が利用可能となったため，初期の予定よりより大きいGFRP板を用いて，より高い印加電圧まで調査を行う。また過去のデータとの比較検討も行い，風車への雷放電様相を分析検討する。汚損調査については，風車タワーなどの汚損状況を調査し，ブレードの汚損を推測する。
今まで得られた結果を解析し，追加での実験が必要項目について実験等を実施し，今まで得られている知見も含めて総合的な評価を行う。
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| Causes of Carryover |
当初の予定より大型の衝撃電圧発生装置が利用可能となったため，当初の予定より計画を多少変更した。また使用可能となった大型の衝撃電圧発生装置は中古購入品で一部の保守，修理および装置の調整に時間がかかり，昨年予定を変更して一部の実験を繰り越して行うことになり，繰越分の影響で，今回も若干繰り越すことにしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度実施の予定の実験等を行うために使用する。
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