2014 Fiscal Year Research-status Report
風力発電システムにおける風況および風車性能予測統合による運転制御方法の構築
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24561058
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
天久 和正 琉球大学, 工学部, 准教授 (40284955)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 正己 琉球大学, 工学部, 教授 (30171250)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 流体機械 / 数値流体力学 / 自然エネルギーの利用 / 風力エネルギー / 風力発電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
計算負荷の小さい翼素運動量理論（BEM）コードを用いた風車性能予測を行った．BEM風車性能予測を行うために，開発した数値流体計算（CFD）コードを用いて2次元翼型性能データを構築している．昨年度は直径3mの水平軸風車を対象としてパッシブピッチ制御の性能予測を行った（雑誌論文２）．
さらに，3次元CFDコードの開発を行い，水平軸風車まわりの流れを計算した．3次元CFDコードは，BEMコードを用いず直接的に風車まわりの流れを計算するので計算負荷は大きくなるものの，予測精度の向上や流れ場の様子を詳しく考察することが可能となる．単一格子，格子数減少化の工夫によって計算時間の短縮が可能となっている．模型実験のレイノルズ数は低く，乱流モデルの予測精度が低下する領域となる．このためCFDではレイノルズ数を変化させ実験結果と一致させ，風車性能を予測する試みを行っている（学会発表１，雑誌論文１）．また，3次元CDFコードとBEMコードの風車性能予測の比較を行い，ブレード各断面のBEMによる予測精度を示した（雑誌論文３）．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
風車専用の性能解析コードの開発は順調に進んでいるが，制御方法や汎用コードとの関連づけが進んでいない．
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| Strategy for Future Research Activity |
3次元CFDコードの開発および性能予測に加えて，風洞実験にて予測精度を検証，確認を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
台風により破損した風車の復旧ができず，風車性能予測を中心に研究を進めている．独自開発した数値流体計算（CFD）コードおよび汎用・簡易的な翼素運動量理論（BEM）コードを用いた風車性能予測を行い，両者と実験結果の比較することで，一致する領域や問題点などが明らかとなり研究成果が得られている．性能予測に加えて，洋上モデル化を考慮しつつ風洞実験にて予測精度を検証，確認を行う予定である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
風車性能予測結果を検証するために風洞実験を予定している．実験に必要な計測装置などの備品費（50万円）および消耗品（40万円），国際会議での成果発表などの旅費（120万円），学会参加費や論文投稿関係など（40万）を計画している．
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