| 研究課題/領域番号 |
18K05016
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 風力発電 / 垂直軸風車 / 洋上風力 / 連成解析 / 浮体式洋上風力 / 垂直軸型風力タービン / 浮体式洋上風力発電 / 洋上風力発電 / 垂直軸型風車 / 制御 |
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| 研究成果の概要 |
風力発電の普及促進を図るために垂直軸型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目指して研究を行った．垂直軸型風力タービンは風向変動の影響を受けず，低重心であることから，浮体式システムに用いた場合の利点が多い．しかし，ローター回転中にタービントルクや空力荷重などが大きく変動するために，風力タービン，浮体，制御器の動特性が複雑に干渉することが課題となっている．本研究では，垂直軸型浮体式洋上風力発電システムを対象とした空力-水力-係留力-制御連成解析モデルを構築し，その連成挙動を解明した．さらに，発電性能および疲労荷重特性を向上させるための独立翼ピッチ操作方策を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
垂直軸型風力タービンは風向変動の影響を受けず，低重心であることから，今後の普及が期待される浮体式風力発電システムに用いた場合の利点を多く有するが，ローター回転中のタービントルクや空力荷重の変動が大きいために，その導入可能性が明らかにされていなかった．本研究では，空力-水力-係留力-制御連成解析モデルを構築し，その連成挙動の分析を通して，高風速域での定速運転時の空力荷重変動の低減が重要であることを明らかにした．さらに，独立翼ピッチ操作を導入することで空力荷重変動が大幅に減少できることを明らかにし，垂直軸型浮体式洋上風力発電システムの導入可能性を向上させうる学術的知見を提示できた．
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