並列配置型小型垂直軸風車を用いた都市型風力発電システムの開発

Research Project

Project/Area Number	15760207
Research Category	Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	電力工学・電気機器工学
Research Institution	Kansai University
Principal Investigator	安田陽関西大学, 工学部, 助教授 (70268316)
Project Period (FY)	2003 – 2004
Project Status	Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help	¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000) Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000) Fiscal Year 2003: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords	風力発電 / 垂直軸風車 / サボニウス風車 / 回転界磁型同期発電機 / サボニウス型風車
Research Abstract	前年度(平成15年度)には大阪府吹田市・関西大学千里山キャンパス第4学舎第1実験棟屋上フィールドテストサイトにおいて,3台の風力発電機(1,000mm,回転直径660mのバッハ型サボニウス風車ブレードおよびアキシャルタイプ回転界磁型同期発電機(定格110Wおよび77W))を用いてフィールドテストを開始したが,本年度(平成16年度)は継続して風向・風速・発電量等の観測を行い,試作風車の性能を評価した。また,平成16年6月には上記と同じ性能(定格77W)の垂直軸風車1台を同建物1F玄関前に追加設置し,計4台の運転体制により,場所や建物の影響による発電量比較を試みた。また,フィールドテストと同一の垂直軸風車の風洞実験も実施し,一定風速下における風車ブレードおよび発電機の性能評価を行い,自然風下におけるフィールドテストとの違いについて検討した。さらに,従来のアキシャルタイプ回転界磁型同期発電機だけでなく,その性能を発展させたラジアルタイプ回転界磁型同期発電機も考案し,試作機を作製し,同一の風車ブレードに取り付けて性能評価を行った。平成16年は日本本土に上陸した台風が10個を超え,安全上の問題からフィールドテストの発電・観測もしばしば中断されたが,一年を通しての実証試験の結果,(i)同一風車ブレードを用いた場合,得られる発電量は発電機の定格容量に比較的高い相関を以て依存する,(ii)微風速下においては定格容量が小さい発電機の方が起動しやすく若干の優位性がある,(iii)総発電量あるいは平均電力の観点からは,定格容量が大きい発電機を用いた方が有利である,などが明らかになった。