低風速域に対応したダウンウィンド形水平軸風車の開発研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18560167
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 前田 太佳夫 Mie University, 大学工学研究科, 教授 (80238865)
• Keywords: 風力 / 流体工学 / 新エネルギー / 再生可能エネルギー / 環境技術

Research Abstract

本研究では低風速域において変動風速と変動風向に対応して安定して高出力が得られるダウンウィンド形(タワー下流側でロータが回転する形式)の小型水平軸風力タービンの実験的研究を行う。大型風力タービンは各地に設置されているが用地確保や空力騒音,電力変動の問題から設置場所が限られ,風力発電の普及が滞りつつある。そのため,分散型エネルギ源として電力需要の多い都市部にも設置できる風力タービンの開発が期待されている。しかしながら,都市部で普及するための条件としては,設置面積が小さい,低風速でも出力が見込めるなどの条件を克服する必要がある。
本研究ではこれらの課題に対応する一手段としてダウンウィンド形水平軸風力タービンの性能評価を行った。実験ではダウンウィンド形風力タービンの翼取り付けピッチ角を変えて性能評価を行った。また,幅広い利用に対応するため翼後退角や前進角を様々に変えて実験を行った。さらに,ダウンウィンド形の特徴を明確にするために実験に使用したロータをアップウィンド形水平軸風力タービンに適用して基準となる性能を測定した。その結果,ダウンウィンド形ではアップウィンド形と異なるピッチ角で最適運転されることが明らかとなった。また,ダウンウィンド形もアップウィンド形も後退角に対する性能の変化は鈍いが,前進角の変化に対しては敏感であることがわかった。また,最適ピッチ角においてアップウィンド形よりもダウンウィンド形の方が後退角や前進角の影響が現れくい傾向が得られた。