• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

柔軟シートフラッタを利用した風力発電のための基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 23560208
研究機関青山学院大学

研究代表者

横田 和彦  青山学院大学, 理工学部, 教授 (70260635)

研究分担者 佐藤 光太郎  工学院大学, グローバルエンジニアリング学部, 教授 (80252625)
キーワード風力発電 / フラッタ
研究概要

2013年度は,発電機特性(発電機の機械摩擦,発電抵抗)の影響を調べる為に,発電機特性の異なる3種の発電機を用いた実験を行なった.実験パラメータはシートの材質・長さ・厚さとし,そのフラッタ特性(フラッタ限界,フラッタ周波数,フラッタモード),および,発電特性(発電起電圧,発電起電流,発電起電力)を調査した.また,ポテンシャル流れを仮定した解析と比較検討した.その結果,フラッタ特性に関して,解析は実験結果を定性的に予測可能である事が判明した.また,発電特性に関しても,解析結果は実験結果を定性的に説明可能である事が示された.
3年間の研究により,柔軟シートフラッタ発電に関して以下の事が判明した.第一にシート特性に関し,シート剛性は大きくなるとフラッタ限界流速が大きくなる事によって発電に不利となり,逆に小さくなり過ぎるとフラッタモードが高次モードに移行したり,捩れなどの3次元性が現れたりして発電に不利となる.この結果,ある風速の時間履歴に応じて,発電電力量を最大化するシート剛性が存在する.第二に,発電機特性につい,発電機の発電負荷を大きくすると,モーメントが大きくなって発電電力が大きくなる効果と,回転振動振幅が小さくなって発電電力が小さくなる効果があり,その結果として,発電機負荷にも発電量を最大にする最適負荷が存在する.第三に,シート剛性の最適値は発電機負荷に依存する為,発電機負荷を最適にして,それに対応してシート剛性を最適にしても全体の最適化にはならないので,発電電力量を最大化する為には発電機負荷とシート剛性のマッチングが必要である.第四に,本研究で開発した解析法は安定限界,発電電力を定性的に説明可能であるので,マッチングをする際に,発電機負荷とシート剛性の最適値のおおよその値を予測可能である.従って,柔軟シートフラッタ発電を設計する際の設計指針を得る事が可能である.

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2014

すべて 学会発表 (1件)

  • [学会発表] 柔軟シートフラッタ風力発電に対する発電負荷の影響2014

    • 著者名/発表者名
      山中貴央,姜東赫,横田和彦,佐藤光太郎
    • 学会等名
      日本機械学会 関東支部第20期総会・講演会
    • 発表場所
      東京農工大学 小金井キャンパス
    • 年月日
      20140314-20140315

URL: 

公開日: 2015-05-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi