アクティブ製御式可動案内羽根を有する直線翼垂直軸風車の開発

主动制造可动导叶直叶片垂直轴风力机的研制

• 批准号: 22917015
• 负责人: 奥原 真哉
• 金额: $ 0.36万
• 依托单位: Matsue National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22917015/
• 关键词: 直線翼垂直軸風車; アクティブ制御; 可動式案内羽根

直線翼垂直軸風車はプロペラ風車とは異なり、風向に対する風車の方位制御が不要で、さらに重量物を地上近くに設置できる利点があるため、近年注目を集めている。この風車はプロペラ風車に比べてパワー係数(風車の効率)や起動性が低いが、可動案内羽根を採用することにより改善できることが従来の研究で明らかにされている。しかし、従来の可動案内羽根の位置制御は尾翼によるパッシブ制御式で、案内羽根位置が尾翼の挙動に依存するため常に最適な位置にあるとは限らない。また、尾翼の使用により風車が大型化する問題がある。本研究では、直線翼垂直軸風車へのアクティブ制御式可動案内羽根の採用による風車の小型化とさらなる高出力化を図るため、風洞によるモデル試験を行った。風車ロータ(回転半径1.0m、高さ1.5m)およびアクティブ制御式可動案内羽根の設計・製作を行った。この可動案内羽根の位置制御システムは、まず風向計・風速計・回転数計からのアナログ信号をA/D変換し、そのデジタル信号に基づくコンピュータ制御によりモータドライバーを介して、ステッピングモータを駆動することで案内羽根位置を制御するシステムである。風車の動翼はメス型を作製し、それを用いてFRP樹脂を積層、研磨することにより製作した。本研究では、直線翼垂直軸風車の性能に及ぼす可動式案内羽根翼列の枚数、ソリディティによる影響、案内羽根弦長による影響を風洞実験により調査し、以下の結論を得ることができた。(1)パワー係数およびトルク係数のピーク値は、枚数にはあまり依存しない。(2)案内羽根ソリディティには好適値が存在する。(3)案内羽根枚数の増加により、高周速比でのパワー係数およびトルク係数は向上するが、起動性は低下する。(4)本研究の範囲においては、案内羽根弦長が大きいほどパワー係数、トルク係数が向上する。

Straight wing vertical axis windmill は プ ロ ペ ラ windmill と は different な り, direction に す seaborne る windmill の bearing royal が don't で, さ ら に weight を nearly く the land に set で き る tartness が あ る た め, recent attention を set め て い る. こ の windmill は プ ロ ペ ラ windmill に than べ て パ ワ ー coefficient (windmill の sharper rate) や startability が low い を が, moving within the case base using す る こ と に よ り improve で き る こ と が 従 research で の Ming ら か に さ れ て い る. し か し, 従 の の moving within the case base location suppression は tail に よ る パ ッ シ ブ suppression で, in case the base location が tail の 挙 dynamic に dependent す る た め position is often the optimal な に に あ る と は limit ら な い. Youdaoplaceholder0, the use of the tail fin is によ, the wind turbine is が, and the issue of large-scale する. This study で は, linear wing vertical axis windmill へ の ア ク テ ィ ブ suppression type movable の within the case base using に よ る windmill の miniaturization と さ ら な る higher influence を 図 る た め, wind tunnel に よ る モ デ ル test line を っ た. Windmill ロ ー タ (back to planning radius of 1.0 m, 1.5 m high さ) お よ び ア ク テ ィ ブ suppression type movable の within the case base line design, production of を っ た. の こ の moving within the case base location suppression シ ス テ ム は, ま ず wind vane, anemometer, back to the planning meter か ら の ア ナ ロ を グ signal A/D - change し, そ の デ ジ タ ル signal に base づ く コ ン ピ ュ ー タ suppression に よ り モ ー タ ド ラ イ バ ー を interface し て, ス テ ッ ピ ン グ モ ー タ を 駆 dynamic す る こ と で case inside calamus position を suppression す る シ ス テ ム で あ Youdaoplaceholder0. The <s:1> メス type of wind turbine rotor is を made, <s:1> and それを are made by layering <s:1> てFRP resin を and grinding する する とによ とによ た た. This study で は, linear wing vertical axis windmill の に performance and ぼ す movable type case within calamus wing の medal count, ソ リ デ ィ テ ィ に よ る influence, in case the base chord length に よ る influence を wind tunnel be 験 に よ し り investigation, the following conclusion の を る こ と が で き た. (1)パワ the パワ coefficient およびト およびト the <s:1> coefficient <s:1> the ピ value and the number of pieces に the あま the depends on the <s:1> な な. (2) The well-fitting value of the root of the feather in the case is ソリディティに and が, which exists in する. (3) in case the base number の raised plus に よ り, high speed で の パ ワ ー coefficient お よ び ト ル ク coefficient は upward す る が, startability は low す る. (4) In this study, the scale is 囲にお 囲にお て て, the length of the hane chord is が greater than the <s:1> ほ ほ <s:1> パワ パワ, the ほ パワ パワ <s:1> and the ト が and the <s:1> are in an upward direction する.