2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of offshore floating vertical axis wind turbines supported at both ends.
| Project/Area Number |
15K14270
|
|---|
| Research Institution | Toba National College of Maritime Technology |
|---|
Principal Investigator |
渡辺 幸夫 鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20332033)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 洋上風力発電 / CFD / 垂直軸型風車 / 再生可能エネルギー / 動揺特性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、新しい洋上風力発電方式として浮体式両端支持垂直軸型洋上風車を提案するため、風車の流体力学特質と浮体の動揺・振動特性、風車と浮体の流体力学的相互作用を対象に研究を実施することとした。平成２７年度は、特に風車に対して主眼を起き、数値流体力学（CFD）を用いた解析と水槽実験を実施した。また、浮体の動揺特性については予備実験を実施した。
平成２８年度については、浮体式両端支持風車の形式として、一般的な垂直軸型風車とヘリカル式の風車について数値解析を実施して、その採用適正を検証した。平成２７年度に用いたツールの精度を高め精度を向上した解析を実施した結果として、ヘリカル式垂直軸型風車がトルク変動が小さく、船体動揺を増加させない傾向が確認できた。また浮体形状についても検討し、数値的に動揺が少なくなり、一点係留が可能な形状（双胴船タイプ）を提案し、風洞水槽にて予備実験を実施しその効果について検証した。その結果、一定の効果が見られることを明らかにした。
また、実際に双胴船タイプの浮体模型を製作し、垂直軸型風車を両端支持した際の風速変動に対する動揺特性について三次元加速度計を用いた実験により確認した。これにより、風速の増加が風車回転に対して大きく影響し、卓越集周波数と加速度も速度に対応して増加することが明らかにした。その影響については、特に浮体上下方向と前後方向（風上風下方向）で大きく、浮体幅方向にはほとんど影響がない。浮体に風車を設置することにより、一点係留によって発生する触れ回りが抑制される影響があった。さらに、本研究で採用した浮体形状は、あらゆる方向から風が流入しても、一点係留によって風上を向くことが確認された。
以上の研究によって、双胴船タイプの浮体に垂直軸型風車（ヘリカル式垂直軸型風車）を両端支持する洋上風力発電方式の実現性について検証できた。
|
Research Products
(2 results)
