2009 Fiscal Year Annual Research Report
高乱流強度下における動的Captureability評価手法の開発
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20560783
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松下 大介 Kyushu University, 大学院・工学研究院, 助教 (60284535)
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| Keywords | 再生可能エネルギー / 風力 / 流体工学 |
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| Research Abstract |
風力発電において流入風の変動は,性能および風車寿命に大きく影響を与える重要な因子である.特に小型風車においては風速の変化に対する回転数変化や風向変化に対する風車姿勢変化が,大型風車に比べて極めて短時間で生じること,また一般に設置高さが大型に比べて低いために地形や周囲障害物等の影響を強く受けることが知られている.風力関連の国際規格であるIEC61400において,複雑地形における風車性能評価法について修正や風速評価における新手法が提案されてきている.本課題においてもCFDを利用した評価方法について適用範囲および不確かさなどについて詳細な検証を行った.また,小型風車に関しては大型の手法が適用困難であるため,より実用的なラベリング制度が検討されてきていることから,それらへの対応準備も行った.
風車の性能は流入風エネルギーをもとにしたCaptureabilityによる評価などが提案されているが,風向に対する風車姿勢のずれ(ヨーエラー)については国際標準文書であるIECにも国内JISにも評価項目がないのが現状である.そこで本課題では,小型風車サイトにおいて高速サンプリングによる風向計測システムを構築して性能試験を実施し,自然風況下における風速および風向の変化に対する風車性能を詳細に計測することで,以下の知見を得た.(1)小型風車では高風速高乱流強度時における出力応答性が高いため,最大電流超過によるカットアウトが頻発し定格出力近傍での1分データセットにおける風速ビン平均出力は低く評価される.(2)実際のフィールドでの小型風車の使用形態の1つである独立電源としての使用時には負荷コントロールの把握が重要となる.また本年度の計画にある台風通過時および冬季の強風時の計測が実現し,日本特有の風況下での風車性能評価における基礎データの取得を行った.
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