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2015 年度 実施状況報告書

沿面放電を利用した風力発電システムの落雷対策

研究課題

研究課題/領域番号 25420304
研究機関松江工業高等専門学校

研究代表者

箕田 充志  松江工業高等専門学校, 電気情報工学科, 教授 (00311069)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
キーワード落雷 / 放電 / 冬季雷 / 避雷
研究実績の概要

自然エネルギーを利用した発電方法の一つに風力発電システムがある。現在,世界中で多数の設置がなされている。一方,日本においては大型の風車が設置されるにつれ落雷による被害も増加しつつあり問題となっている。落雷はブレード先端に落ちやすいことから,先端部分には受雷部が設けられている。受雷部に導かれた雷電流は,ブレード内部を通ってアースに導かれることで事故を低減している。しかし,受雷部が設けられていても落雷が受雷部に導かれずブレードを破壊してしまうことがある。
本研究では,雷を導くシステムの構築としてブレードの沿面放電に着目した研究を進めている。その結果,風車ブレードにアルミテープを貼り沿面放電を促進させることで落雷を導くことに成功した。
本年度は,これまでに研究室で実施されてきた結果を基に,ブレード表面に貼るテープの厚さおよび表面の汚損状況が沿面放電特性及ぼす影響について検討した。
その結果,ブレードに汚損物が付着する量が増えれば放電電圧が増加し放電が導かれにくいことが分かった。またテープの厚さが厚いほど汚損に対して有利であることが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

実験室における放電メカニズムの解明を進め,落雷を誘導する条件を見出している。また,フィールドテストにおいても沿面放電に着目した誘導システムの効果が表れている。

今後の研究の推進方策

実験室における実験により,風力発電システムの落雷被害からの防護が可能な条件を見出すため,落雷データの収集および放電試験をパラメータを変化させ実施する。

次年度使用額が生じた理由

研究初年度におけるシステムを利用し効果的に継続した実験を行ったことから,消耗品を抑えることができた。また,研究過程でデータ整理を自己で行ったため人件費は不要となった。このことから研究費を繰り越すことができた。

次年度使用額の使用計画

本研究において発生した,新たな現象に対応した実験治具などを製作する。また成果をまとめ学会などで報告する。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] 落雷による風力発電ブレード内部からの破損メカニズムの解明2015

    • 著者名/発表者名
      山崎悠希,箕田充志
    • 学会等名
      第17回 IEEE 広島支部学生シンポジウム論文集
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [学会発表] 風車ブレードの沿面放電特性に及ぼすテープ厚さの影響2015

    • 著者名/発表者名
      手島朋祐,箕田充志
    • 学会等名
      第17回 IEEE 広島支部学生シンポジウム論文集
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2015-11-21 – 2015-11-22
  • [学会発表] 風車ブレードの落雷による破損特性2015

    • 著者名/発表者名
      山崎悠希,箕田充志
    • 学会等名
      平成27年電気学会 電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-18
  • [学会発表] テープ厚さが風車ブレードの沿面放電特性に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      手島朋祐,箕田充志
    • 学会等名
      平成27年電気学会 電気学会 基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      金沢大学
    • 年月日
      2015-09-17 – 2015-09-18

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公開日: 2017-01-06  

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