2017 Fiscal Year Annual Research Report
A Study of lightning protection of the wind-generated system using surface discharge characteristics
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25420304
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| Research Institution | Matsue National College of Technology |
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Principal Investigator |
箕田 充志 松江工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (00311069)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 落雷 / 放電 / 冬季雷 / 避雷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
風力発電システムに落雷が生じた場合，運転停止や部品交換などの問題が発生する。日本海側に設置された風力発電システムに冬季 雷が落ちた場合，そのエネルギーが大きいことからブレードを破損する事故につながる可能性がある。一方，これらを防ぐ一つの手法として避雷針などの設置が行われているが，その避雷効果もブレード直撃雷に対し完全ではない。
落雷はブレード先端に落ちやすいことから，先端部分には受雷部（レセプター）が設けられている。受雷部に導かれた雷電流は，ブレード内部を通ってアースに導かれることで事故を低減している。しかし，受雷部が設けられていても受雷部に落雷が導かれずブレードを破壊することがある。そのため，雷電流を受雷部に導くシステムの構築が重要である。
本研究では，雷を受雷部へと導くシステムの構築としてブレードの沿面放電に着目した研究を進めている。研究期間内に，落雷によるブレードの破損メカニズムの解明および落雷被害の防止・改善法を検討し，有効な落雷対策と考えられる落雷時の雷放電の進展制御を試みた。
これまでに，様々なパラメータを用いて放電進展特性を評価し良好な結果を得てきた。最終年度はブレード表面の形状が沿面放電の進展特性に与える影響について実験を行った。
その結果，ブレード表面の段差形状が，比較的直線的な場合に沿面放電の進展が促進されることがわかった。今後，得られた知見を実際の風車に適応しすることで，雷を高確率でレセプターに導き落雷被害を最小限に抑える効果が期待できる。
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