風力発電施設海上展開化のための基礎構造体の振動特性に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650978
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 関田 欣治 東海大学, 海洋学部, 教授 (90287045)
• Keywords: 風力 / 洋上風力 / 振動応答 / 着底基礎 / 浮体 / 変動風スペクトル

Research Abstract

本年度は、文献資料調査や振動数値シミュレーションにより以下の成果を得た。
1)海上立地のための風力発電装置の調査
着底基礎:プロペラ(羽根)形タービンをタワーに取り付ける基礎には数MW級風力発電装置の調査し、大型化に対応し、基礎の水平支持力や規模が大型化が必要である。
浮体基礎:種々の小型発電装置を調査し、集中荷重に適応しにくい浮体では比較的大型化が可能な垂直型タービンが有効であると結論。
2)従来型基礎構造の調査と整理、新方式の提案
着底基礎:タワー構造や基礎の地盤剛性を考慮した変形特性データを収集。土質海底条件に応じた基礎構造を整理。
浮体基礎:垂直型タービンを多段積し、ポンツーン浮体の風に対するスタビリティと波浪動揺性の検討から可能性評価した。
3)風車・タワー・基礎一体振動解析手法の確立
想定される各種基礎に対応し、地盤特性を含めた基礎や固定浮体上のブレード・ナセル・タワー・基礎構造一体振動解析法プログラムを作成した。
外力として、ブレード・ロータ・タワー部分の受ける変動風力荷重は海洋風スペクトルから、また、基礎構造に作用する波浪荷重はモリソン式から時間領域で作成した。入力のための、風とブレード間の空気力減衰特性や風抗力を調査した。
これにより、
4)その他
風荷重と波浪荷重同時作用下での荷重の組合せを考察
疲労耐久性評価のための応力範囲計数法などの調査実施。

Research Products

• [Publications] 関田欣治, 林辰樹, 山下篤, 井口高志: "基礎構造が異なる海上風力発電施設の波浪及び風に対する振動特性の解析"海洋開発論文集、土木学会、海洋開発委員会. Vol.17. 55-60 (2001)