| 研究課題/領域番号 |
22K12456
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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64030:環境材料およびリサイクル技術関連
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| 研究機関 | 香川高等専門学校 |
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研究代表者 |
上代 良文 香川高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10321499)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2024年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 再エネポテンシャルの有効利用 / 風車クラスターの最適配置 / 垂直軸風車 / 風洞実験 / 小形垂直軸風車 / 風車クラスター / 最適配置 / ウインドファーム / 風車出力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、先進的可変速運転を想定した自由回転を行う風車クラスターの最適配置を、逆回転風車と同方向回転風車から成る模型風車ペア・トリオの相互作用と後流の偏向に着目した、風向と風車すき間とを系統的に変化させる風洞実験から探索する。
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| 研究実績の概要 |
再エネポテンシャルの有効利用が重要なキーワードとなっている。その一形態として、一基当りの発電量が大きい大形洋上風力発電の促進が国の喫緊の戦略課題になっている。本研究では、近年主流の逆回転風車を利用した近接配置ではなく、同方向回転風車を含む風車ペア・風車トリオから成る風車クラスターについて、後流の偏向を加味した密集配置の仕方による総出力の違いを系統的に探索する。3Dプリンタで出力され、表面仕上げ加工が施された模型風車（直径D = 50 mm, 高さH = 43.4 mm, 3枚翼）を風洞実験対象とする。初年度は風車回転数と風車出力の実測値の関係式に基づき、12台の回転計（小野測器製HT-5500）で得られる各風車回転数を、3台のA/Dコンバータ（タートル工業製TUB-0412ADSM-S2Z）を介してPC上で風車出力に自動換算し、風車クラスターの総出力をリアルタイムで49インチモニターに表示しながら、風車取付けの微調整を行うシステムを構築した。また、4組の風車ペアから成る合計8基の風車クラスター（Vertical-AxisWind Turbine cluster: VAWTc）を実験対象とし、回転ステージ上でVAWTcの向きを12方向に変更し、かつgap/Dの値を0.1から2まで変更できるような直動ステージを設置した。これにより、基準風向（アジマスθ = 0°）における前列風車4基の真後ろに後列風車4基を並べる市松配置（基準配置）と前列風車4基の中心線の真後ろに後列の片方の風車ペアの中心が来る千鳥配置（比較配置）の二種類の実験準備が整った。第一段階として、3組の風車ペアおよび2組の風車トリオからなるいずれも6基の風車群について、一方向風に対する最適配置実験を完了した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
昨年度に予定していた4組の風車ペアから成る合計8基の風車クラスターの実験はできなかったものの、その前段階の6基の実験は完了し、国内会議での講演発表も終えたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
3年目は、4組の風車ペアから成る合計8基の風車クラスターの総発電出力の風向・すき間依存性を系統的に調べるとともに、可視化実験からその裏付けとなる流れの場の特徴を明らかにする。
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