【P-326】垂直軸型バタフライ風車のウインドファーム

HARA YUTAKA 原豊

公開日時

2025/02/16 - PM12:29

更新日時

2025/02/16 - PM14:39

スライド概要

大量生産に向きリサイクル性も高い、アルミ押出を多用したバタフライ風車を開発しました。吊下げ型可動アームで低コスト化と安全性の向上を図っています。風況に適合した密集配置をすれば、さらなるコスト低減が可能です。これまでに、垂直軸風車ウインドファーム(WF)の流場の高速計算手法を開発しました。現在、遺伝的アルゴリズム(GA)による最適配置の探索システムの開発を始めたところです。カーボンニュートラル実現に向けて、国産の再生可能発電技術で新しい産業の創出を目指します。

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垂直軸型バタフライ風車のウインドファーム Wind farm of vertical-axis butterfly wind turbines 鳥取大学工学部教授原豊要旨 ● アルミ押出多用のバタフライ風車を開発。 ● 吊下げ可動アームで低コスト化と安全性向上。 ● 風況に適合した密集配置をすれば、さらなるコスト低減が可能。 ● 垂直軸風車ウインドファーム(WF)の流場の高速計算手法を開発。 ● 遺伝的アルゴリズム(GA)による最適配置の探索システムを開発中。 80 傾斜角 70 回転数風速 16 14 60 12 50 10 40 8 30 6 20 4 10 2 0 0 0 7mプロトタイプ 60 120 180 時間 [s] 240 固定アーム風速 [m/s] 傾斜角 [deg]，回転数 [rpm] バタフライ風車固定アーム吊下翼補助翼吊下翼補助翼吊下可動吊下げ可動アームアーム 300 可動アームの効果 14mバタフライ風車とその改良垂直軸風車WFの流場予測 CCW 90 主流方向速度成分主流風速風洞実験用ミニチュア風車 U∞ θ = —22.5° (= 337.5°) 67.5 U∞ ＝10 m/s 規格化平均出力後流(ウェーク) 22.5 157.5 0 180 337.5 二次流れ速度成分 U∞ 112.5 135 45 θ 後流(ウェーク) 後流(ウェーク) 風車直径 CW 202.5 315 292.5 P16_ave/PSI ＝ 0.82 Velocity [m/s] 主流方向風速 u 225 247.5 270 16基規格化平均出力 [m/s] 単独風車出力１基の風車周りの CFD 解析（平均場）－20 －10 CFD 解析用二次元ロータミニチュア風車 0 0 垂直軸風車WFの高速計算手法 10 10 20 20 8対の逆回転風車ペアへの適用例 GAによる風車配置の最適化 U∞ ＝10 m/s CCW P8_ave/PSI ＝ 0.11 ＝ 1.05 悪い配置の例 CCW CW P8_ave/PSI 500 mm 500 mm 【連絡先】 500 mm U∞ ＝10 m/s CW 500 mm 良い配置の例鳥取大学工学部機械物理系学科原豊 hara@tottori-u.ac.jp 0857-31-6758