2017 Fiscal Year Annual Research Report
A study for practical use of cross-flow wind turbine with wind collector applicable in urban area
| Project/Area Number |
26420846
|
|---|
| Research Institution | Kurume National College of Technology |
|---|
Principal Investigator |
谷野 忠和 久留米工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (70352367)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | 再生可能エネルギー / 抗力型風車 / 垂直軸風車 / 風力発電 / 数値解析 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
都市部でも利用可能な垂直軸抗力型クロスフロー風車について，流れを最適化し，高出力化する機械制御不要な集風ケーシングを提案し，その実用化の検討を行った．
本風車の実用化に関わるスケールアップは，翼寸法と翼枚数の組み合わせで方法が複数あり，風車外径114mm(翼中心の直径100mm)，翼弦長20mm，翼12枚の基準風車(D114)に，2種類の1.5倍風車を加えた計3種類を検討した．1.5倍風車は，基準風車と相似で1.5倍の風車(翼弦長30mm，翼12枚，D171n12)と，基準風車と翼寸法・ソリディティが同じで翼が多い1.5倍風車(翼弦長20mm，翼19枚，D171n19)である．これらについて，風車単体と，新たに製作した円弧翼形状の偏流板2枚を風車に付加した条件で，出力性能実験を実施した．その結果，風車単体では，基準のD114に対して単純に相似なD171n12は出力性能が向上したが，翼寸法が同じD171n19は同程度であった．一方，偏流板付風車では，D171n12はD114と出力性能は同程度で，D171n19はこれらより出力性能が高く，風車単体より約45%出力性能が向上した．
出力曲線の最大点付近の数値解析でも，実験と同じ3種類の偏流板付風車の出力係数の相対的な関係が得られ，流れ場を比較した結果，2つの1.5倍風車は，翼の寸法が偏流板と同じD171n12では翼通過による偏流板付近の流れ場の変動が大きく，翼が小さいD171n19では翼通過の偏流板への影響が小さかった．このことから翼は偏流板より小さい方が偏流板効果を得やすく，スケールアップの指針が得られた．加えて，数値解析で求めた偏流板2枚の軸周りのトルクから，ケーシング姿勢制御用の尾翼の寸法・配置を決定して実際的な集風ケーシングを製作した．ケーシングが風車と独立して風向に対する姿勢を保持し，出力性能が向上することも確認できた．
|
Research Products
(4 results)
