振動水柱とジャイロ効果を用いたバージ型浮体式洋上風力発電施設のピッチ動揺軽減

利用振动水柱和陀螺效应降低驳船式浮式海上风力发电设施的纵摇减振

• 批准号: 21K04507
• 负责人: 平尾 春華
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04507/
• 关键词: 浮体式洋上風力発電; ジャイロ効果; 振動水柱; ジャイロ; 動揺軽減; フライホイール; 動揺低減

本科研費は、洋上風力発電施設の浮体のピッチ動揺の低減を目指して行われているものである。ピッチ動揺の低減には、ブレードピッチ角の制御による低減、浮体の付加物による低減、ジャイロスコープによる低減、アンチローリングタンクによる低減などがある。付加物では、プレート等の減衰力を大きくする物体を取り付ける低減手法、波力発電装置等を取り付ける手法があり、波力発電装置では可動物体を取り付ける手法と振動水柱を取り付ける手法がある。本科研費では、振動水柱による動揺低減効果とジャイロスコープによる動揺低減効果を研究する予定であり、令和4年度は、ジャイロスコープによる動揺軽減に関して研究を行った。研究の結果、ジャイロスコープの搭載時の効果は周期の短いときは振幅が増幅、周期の長いときは振幅を減少させる効果であることが分かった。また、増幅と減少が入れ替わる周期より少し短い波周期で共振現象が起こり、揺れが大きく増幅される周期があることを確認した。ジャイロスコープによる揺れの増幅と減少が入れ替わる周期は、ジャイロスコープ中のフライホイールの慣性モーメントと回転数が大きくなると周期が短くなり、浮体の慣性モーメントが大きいと長くなることも確認した。様々な波の周期で効果を発揮させるためには、想定される波周期よりもこの周期を短くする必要があるため、慣性モーメントの小さい浮体に搭載することでジャイロスコープによる動揺軽減を見込めることができる。

正在进行科学技术部的基金，目的是减少海上风电厂浮动体的音高波动。摇动的降低包括通过控制叶片俯仰角，通过添加浮动物体，减少陀螺仪的减少以及通过防倾机减少来减少降低。使用加合物，有一些方法用于附加物体增加板的阻尼力等，以及用于连接波浪发电设备等的方法，而在波发电设备中，有一些用于连接可移动物体的方法和用于连接振动水柱的方法。科学技术部的补助计划研究了振动水柱的影响以及陀螺仪减少摇动的影响，并在2022财年进行了研究，对陀螺仪的影响进行了研究，以减少发抖。研究表明，安装陀螺仪的效果是，当周期短时，其效果正在扩大幅度，并在周期长时间降低幅度。还可以证实，共振发生在波周期的短略短于放大和还原的时期，并且在某个时期会大大放大摇动。还可以确定，随着陀螺仪的惯性瞬间和陀螺仪中飞轮的旋转速度的增加，陀螺仪摇动的放大和减少的时期越来越短，并且随着浮动体惯性的增加而增加。为了在各个波周期内有效，必须比预期的波周期短，因此，通过将其安装在惯性的一小时的浮体上，可以减少陀螺仪引起的震动。

项目成果

Model Test and Numerical Simulation for Floating Oscillating Water Column Type Wave Energy Converter with Backward Bend Duct

后弯管浮式振荡水柱式波浪能发电装置模型试验与数值模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: Muzhoffar Dimas Angga Fakhri;Hamada Kunihiro;Wada Yujiro;Miyake Yusuke;Kawamura Shun;グエン タイ ズオン，辻康平，田口正人，樫谷賢，楠瀬一洋;松本大一，井上徹教，林美鶴;平尾春華
• 通讯作者: 平尾春華