ディフューザーと渦励振を利用する自励振動式風力発電装置の軽風用化に関する研究

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26420169
• Research Institution: Saitama University
• Principal Investigator: 佐藤 勇一 埼玉大学, 役員, 理事 (30134828)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長嶺 拓夫 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00323379) ; 森 博輝 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50451737)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 流体関連振動 / 自励振動 / 風力発電 / 振動発電 / ディフューザー

Outline of Annual Research Achievements

風洞を用いた発電実験および振動実験を実施すると共に数値モデルによる計算を行い流れ場の速度分布の様子とディフューザーの風速増加の効果を明らかにした。さらに発電装置の振動特性や回路特性との発電量の関係を明らかにしながら設計に必要となるパラメータの影響を把握している。
（1）「理論解析および論文作成」（担当：佐藤勇一）・流れ場を可視化した状態で振動発電実験を実施した。その結果、ディフューザーによる流れ場の増速作用を観察することができるとともに、数値モデルにより同様な流れ場の増速作用を再現することが出来ている。また、流れ場と翼の相互作用により渦が発生しその渦が大きな振動を発生させている原因となっていることを明らかにしている。
（2）「振動式発電装置の発電実験」（担当：長嶺拓夫）・流れ場において平板翼の振動発電を行い回路特性と発電量の関係について結果を得た。さらに、発電においてもディフューザーが良い効果を与えていることを明らかにしている。振動発電におけるディフューザー内の適的な設置場所について実験と数値計算の結果が一致し、数値計算による結果の妥当性を確認できている。
（3）「流体力の評価」（担当：森博輝）・流れ場の可視化実験を行った。その結果ディフューザーの増速作用と流れ場の速度分布を明らかにするとともに渦による励振機構を観察した。これらの結果より風速が遅い場合においても発電が可能であることを示すことが出来ている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験装置による発電実験と可視化を実施し、2.5m/s程度の風速においても発電できることを確認している。また、ディフューザーを設置することによる流れ場の増速効果の他にも、翼が渦によりより大きく振動させられていることを明らかにすることができたため。

Strategy for Future Research Activity

風力による振動発電装置において発電量を把握することが出来ている。この発電量をコンデンサ等にためることにより、センサなどの電源として使用可能であることの実証実験を実施する予定である。

Causes of Carryover

消耗品の金額で若干の次年度使用額が発生しました。

Expenditure Plan for Carryover Budget

実験などの進捗に応じて、適切に購入する。