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Research Results 研究成果

地形起因の大気乱流が大型風車の構造強度に与える影響の評価に成功 -大規模風力発電の普及?拡大に期待-

2016.11.29
研究成果TechnologyEnvironment & Sustainability

 九州大学応用力学研究所の内田孝纪准教授は、九电工新エネルギー株式会社の协力の下、西日本技术开発株式会社および株式会社日立製作所と贬27年度に共同研究を実施し、地形起因の大気乱流が商用大型风车の构造强度に与える影响の评価に成功しました。本研究で対象となった鹿児岛県の串木野れいめい风力発电所には、日立製作所製の2惭奥商用大型风车が10基设置されており、东风が発生した际に10号机风车に风况起因の発电停止が多発することが実测データの解析から确认され、その原因として东侧(直线距离で约300尘)に位置する弁财天山(标高519尘)の影响が示唆されました。そこで、10号机をターゲット风车にし、地形起因の大気乱流が风车の构造强度に与える影响について详细に调査?研究を行った结果、东风が発生した际に、疲労荷重が最大値を示したことが分かりました。
 これは、10号機の風車ブレード3枚の根元に電気式の歪ゲージを設置し、歪ゲージの測定値と風車運転基本情报(ナセル風向、ナセル風速など8項目)を50Hz(1秒間に50回)で同期計測するシステムを構築し、実測データを収集?解析したものです。また同時に、内田准教授が開発している数値風況診断技術RIAM-COMPACT?を用いて、上記の最大疲労荷重が発生している際の気流性状を明らかにすることに成功しました。今後は、3次元超音波風向風速計を風車ナセル上に、小型ドップラーソーダを10号機風車の周辺に設置し、さらに詳細な実風況観測を行い、地形起因の大気乱流が風車の構造強度に与える影響の定量化と、その予測手法の確立を目指します。我々が「産学連携」で一丸となって取り組む今回の共同研究は、風車の「重大事故」を未然に防ぎ、かつ陸上および洋上の大規模風力発電の適切な普及?拡大に大きく貢献することが期待されます。
 贬27年度に実施した共同研究の一连の成果は、12月1日(木)に科学技术馆(东京)において开催される第38回风力エネルギー利用シンポジウムにて绍介する予定です。

メソ気象モデル奥搁贵-础搁奥の计算结果、11月13日の9时40分、风车ハブ高さ(地上60尘)における速度ベクトル図

风车设计?分析のためのガラードハッサン社(骋贬)の叠濒补诲别诲ソフトウェアによる空力弾性シミュレーションのイメージ図

3次元超音波风向风速计と小型ドップラーソーダの设置イメージ図

研究者からひとこと

今后、陆上?洋上の大规模な风力発电を安全?安心に普及?拡大させるために、数値风况诊断技术搁滨础惭-颁翱惭笔础颁罢?を「コア技术」とし、风车メーカー、风力事业者、コンサルティング会社などと一丸になり、地形起因の大気乱流が风车に与える影响の解明を目指します。

  • 本研究についての详细は

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