2013 Fiscal Year Research-status Report
メガソーラーおよび大規模屋上設置形太陽光発電システムの風荷重低減法の開発
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25420593
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Polytechnic University |
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Principal Investigator |
吉田 昭仁 東京工芸大学, 工学部, 准教授 (90329219)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 幸雄 東京工芸大学, 工学部, 客員教授 (70163699)
松井 正宏 東京工芸大学, 工学部, 教授 (60350576)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | メガソーラー / 太陽光発電システム / 風荷重 / 風力低減 |
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| Research Abstract |
初年度は以下の5項目について研究を実施した。
(1) 諸外国における太陽光発電モジュールの耐風設計，設置状況に関する文献調査：JIS C 8955等の太陽光発電施設の各国における耐風設計法に関する文献調査を行い、各国で実施されている地上設置形および屋上設置形太陽光発電モジュールの耐風設計法の相違点を明らかにした。
(2) 空力的付属物による風力低減効果に関する風洞実験：太陽光発電モジュールの風力を低減させることを目的として、太陽光発電モジュール自身に空力的付属物を取り付けることによる風力低減を調査するために風力実験を行った。モジュール架台部分に種々の形状，寸法，充実率の付属物を変化させて風力実験を行って結果、適切な位置に適切な長さの遮風板を取り付けることで、風力が30%程度低減することが可能であること等を示した。
(3) 地上設置形太陽光発電モジュール単体時の風力特性の調査：本研究項目では地上設置型太陽光発電モジュール単体時の風力係数を明らかにするために縮尺の大きな詳細模型を用いて風圧実験を行った。実験は設置勾配を変化させて行い、モジュール上面および下面の風圧特性、圧力分布を明らかにすると共に圧力を空間積分して得られる風力特性についても調査を行い、JIS C 8955との比較を行った。
(4) 建築物屋根面に作用する風圧力の調査：屋上設置形太陽光発電モジュールの風力係数は建築物形状やモジュール設置位置で異なるがJISでそれを定めるのは非常に困難である。そのため、次年度実施予定の屋上設置形太陽光発電モジュールの風力推定のためのコンバージョンファクターを検討するため，モジュールが一切設置されていない状態での建物屋上面の風圧測定を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度実施予定であった研究項目は以下の5項目である。(1) 諸外国における太陽光発電モジュールの耐風設計，設置状況に関する文献調査 (2) 空力的付属物による風力低減効果に関する風洞実験 (3) 地上設置形太陽光発電モジュール単体時の風力特性の調査
(4) 建築物屋根面に作用する風圧力の調査 (5) 屋上設置形太陽光発電モジュールの風力特性の調査
これらに対して、(1)から(4)までは研究計画通りに研究を実施しており、実績の概要に記載した通りの研究成果を挙げている。(5)に対しては次年度購入予定の微小風力計測用のロードセルを用いて実験を実施する予定に変更したため、結果的には実施予定であった研究項目は全て実施し、当初の研究目的を達成しており、順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2年目となる平成26年度は以下の項目について重点的に研究を実施する。
(1)ソーラーアレイの風力特性の調査：メガソーラーなど複数のモジュールが設置される場合にはモジュール設置位置によっては，周囲の状況が異なるため，遮蔽効果による風力の低減が期待できる。現行のJISでは外周部と中央部の2種類の風力係数を与えているが，申請者らのこれまでの調査では外周部でも隅角部と周辺部の風力係数は異なることが明らかとなっている。そのため，本項目では種々のソーラーアレイの風力特性を風洞実験により調査する。
(2)ソーラーアレイの風力低減法の調査：前年度に実施したWind Shieldおよび空力的付属物のうち，低減効果が得られた方法について，ソーラーアレイにも適用を試みる。外周部のモジュールに設置した空力的付属物とWind Shieldとの複合効果についても風力実験により調査し，ソーラーアレイの風力低減法を確立させる。
(3)屋上設置形太陽光発電モジュールの風力特性、屋上設置PV用空力的付属物の開発：購入予定の微小風力計測用ロードセルを用いて前年度実施予定であった屋上設置型太陽光発電モジュールの風力実験を実施する。また、屋上設置形太陽光発電モジュールの風力低減に関する風洞実験を行う。
(4)屋上設置形PV用コンバージョンファクターの検討：屋上設置形モジュールの風力係数は建物形状寸法やモジュール設置位置，設置角度等のパラメータにより複雑に変化してしまうためであり，一律な風力係数の定義は不可能であると言える。そこで，前年度実施した建築物屋根面の外圧係数の実験結果と同形状の建築物屋上に設置されたモジュールに作用する風力との関係性について詳細に調査を行い，屋上面外圧係数からモジュールの風力係数を算定することのできるコンバージョンファクターを提案する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度使用額が生じた最大の理由は、当初の計画では外国での成果発表のための外国旅費を計上していたが、論文提出締切に間に合わなかったため、本年度の投稿を見送ったためである。
次年度に成果発表のため国内旅費、外国旅費に使用する予定である。また、当初計画よりも多くの風洞実験を実施するために、風洞実験補助、実験データ整理に対する謝金としても使用予定である。
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