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二重反転垂直軸タービンを用いた浮体式洋上風力発電システムの連成解析による基礎検討

研究課題

研究課題/領域番号 15K06688
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 エネルギー学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

涌井 徹也  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40339750)

研究協力者 米杉 政則  大阪府立大学, 工学研究科
西岡 拓哉  大阪府立大学, 工学研究科
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード浮体式洋上風力発電 / 洋上風力発電 / 垂直軸型風力タービン / 連成解析 / 空力連成解析 / 空力解析
研究成果の概要

風力発電の普及促進を図るために二重反転型垂直軸タービンを用いた浮体式洋上風力発電システムの開発を念頭に置いた空力-弾性-制御連成解析モデルの開発を行った.開発の第1段階として直線翼垂直軸型風力タービンを用いた陸上設置式システムの乱流変動風況下での連成挙動の解明を行った.これより,二重反転垂直軸型タービンを設計する際の有益な知見を得ることを目的とした.数値解析を通して,高風速下では回転周波数の翼枚数倍の変動がタービントルクに大きく現れ,弾性振動や荷重変動に大きな影響を及ぼすことを明らかにした.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multiple-feedback control of power output and platform pitching motion for a floating offshore wind turbine-generator system2017

    • 著者名/発表者名
      Wakui, T., Yoshimura, M., Yokoyama, R.
    • 雑誌名

      Energy

      巻: 141 ページ: 563-578

    • DOI

      10.1016/j.energy.2017.09.100

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensitivity analysis of weight coefficients of model predictive control in a floating offshore wind turbine-generator system2017

    • 著者名/発表者名
      Wakui, T., Miyanaga, D., Yokoyama, R.
    • 雑誌名

      Proceedings of WindEurope Conference 2017

      巻: PO285 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aero-elastic-control coupled simulation of a vertical axis wind turbine-generator system2017

    • 著者名/発表者名
      Wakui, T., Nishioka, T., Yokoyama, R.
    • 雑誌名

      Proceedings of WindEurope Conference 2017

      巻: PO286 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel Parameter Settings for Gain-Scheduled Feedback Control of Rotational Speed in a Floating Offshore Wind Turbine-Generator System2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Wakui, Motoki Yoshimura, Ryohei Yokoyama
    • 雑誌名

      Wind Engineering

      巻: 41(1) 号: 1 ページ: 26-42

    • DOI

      10.1177/0309524x16657240

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gain-Scheduled Control of Blade Loads in a Wind Turbine-Generator System by Individual Blade Pitch Manipulation2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Wakui, Daisuke Miyanaga, Ryohei Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of WindEurope Summit 2016

      巻: PO126 ページ: 1-9

    • NAID

      130007063268

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Model Predictive Control for Reducing Power Output Fluctuations and Platform Motions in a Floating Offshore Wind Turbine-Generator System2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Wakui, Daisuke Miyanaga, Motoki Yoshimura, Ryohei Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of 15th World Wind Energy Conference

      巻: PS-B-3 ページ: 1-4

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Performance Analytical Model of Vertical Axis Wind Turbinesfor Floating Offshore Systems2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Wakui, Masanori Yonesugi, Ryohei Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the EWEA Annual Event Conference 2015

      巻: PO.194 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Comparative Analysis of Generator Torque Manipulation Methods for Platform Motion Control in Spar-type Floating Offshore System2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Wakui, Motoki Yoshimura, Ryohei Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the EWEA Annual Event Conference 2015

      巻: PO.215 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Power and Platform Motion Controls Based on Combined Manipulation of Blade Pitch and Generator Torque in a Floating Offshore Wind Turbine-Generator System2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Wakui, Motoki Yoshimura, Ryohei Yokoyama
    • 雑誌名

      Proceedings of the International Conference on Power Engineering 2015

      巻: ICOPE15-1099 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] モデル予測制御による浮体式洋上風力発電システムの出力変動および動揺抑制(流入風速に応じたゲインスケジューリングの導入)2018

    • 著者名/発表者名
      宮長大輔, 涌井徹也, 横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第93期定時総会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 垂直軸型風力発電システムの空力-弾性-制御連成解析(弾性振動による荷重変動特性の影響分析)2017

    • 著者名/発表者名
      米杉政則,涌井徹也,横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル予測制御による浮体式洋上風力発電システムの出力変動および動揺抑制(コスト関数における重み係数の感度分析)2017

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也, 宮長大輔, 横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 垂直軸型風力発電システムの性能に対する設計パラメータの影響分析2017

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也, 西岡拓哉, 米杉政則, 横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 垂直軸型風力発電システムの空力-弾性-制御連成解析(可変速運転下での疲労荷重分析)2017

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也, 米杉政則, 横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] モデル予測制御による浮体式洋上風力発電システムの出力変動および動揺抑制(運転条件に応じた可変制御パラメータの導入)2017

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也, 宮長大輔, 横山良平
    • 学会等名
      第39回風力エネルギー利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 垂直軸型風力発電システムの空力-弾性-制御連成解析(高風速域での荷重変動解析)2017

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也, 西岡拓哉, 横山良平
    • 学会等名
      第39回風力エネルギー利用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 垂直軸型風力発電システムの空力-弾性-制御連成解析2016

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,米杉政則,横山良平
    • 学会等名
      第38回風力エネルギー利用シンポジウム
    • 発表場所
      科学技術館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル予測制御を用いた水平軸型風力発電システムの出力変動抑制2016

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,宮長大輔,横山良平
    • 学会等名
      第38回風力エネルギー利用シンポジウム
    • 発表場所
      科学技術館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 風力発電システムの技術開発動向2016

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第17回秋季技術交流フォーラム
    • 発表場所
      龍谷大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 風力発電システムの独立翼ピッチ操作による翼荷重ゲインスケジューリング制御2016

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,宮長大輔,吉村親樹,横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 浮体式洋上風力発電システムにおける出力変動および動揺抑制のためのモデル予測制御2016

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,吉村親樹,横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第91期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪電気通信大学(大阪府寝屋川市)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 浮体式洋上風力発電システムの動揺制御における発電機トルク操作方法の比較分析2015

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,吉村親樹,横山良平
    • 学会等名
      第37回風力エネルギー利用シンポジウム
    • 発表場所
      科学技術館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-11-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 浮体式洋上風力発電システムの翼ピッチと発電機トルクの併用操作による出力および浮体動揺制御2015

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,吉村親樹,横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会第93期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都葛飾区)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 垂直軸型風力タービンの回転軸傾斜時の特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      涌井徹也,米杉政則,横山良平
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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