Investigation of optimum arrangement of small-vertical-axis-wind-turbine clusters with interaction between the pairs and trios of turbines

小型垂直轴风力发电机组优化布置的研究

• 批准号: 22K12456
• 负责人: 上代 良文
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kagawa National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K12456/
• 关键词: 再エネポテンシャルの有効利用; 風車クラスターの最適配置; 垂直軸風車; 風洞実験; 小形垂直軸風車; 風車クラスター; 最適配置; ウインドファーム; 風車出力

再エネポテンシャルの有効利用が重要なキーワードとなっている。その一形態として、一基当りの発電量が大きい大形洋上風力発電の促進が国の喫緊の戦略課題になっている。本研究では、近年主流の逆回転風車を利用した近接配置ではなく、同方向回転風車を含む風車ペア・風車トリオから成る風車クラスターについて、後流の偏向を加味した密集配置の仕方による総出力の違いを系統的に探索する。3Dプリンタで出力され、表面仕上げ加工が施された模型風車（直径D = 50 mm, 高さH = 43.4 mm, 3枚翼）を風洞実験対象とする。初年度は風車回転数と風車出力の実測値の関係式に基づき、12台の回転計（小野測器製HT-5500）で得られる各風車回転数を、3台のA/Dコンバータ（タートル工業製TUB-0412ADSM-S2Z）を介してPC上で風車出力に自動換算し、風車クラスターの総出力をリアルタイムで49インチモニターに表示しながら、風車取付けの微調整を行うシステムを構築した。また、4組の風車ペアから成る合計8基の風車クラスター（Vertical-Axis Wind Turbine cluster: VAWTc）を実験対象とし、回転ステージ上でVAWTcの向きを12方向に変更し、かつgap/Dの値を0.1から2まで変更できるような直動ステージを設置した。これにより、基準風向（アジマスθ = 0°）における前列風車4基の真後ろに後列風車4基を並べる市松配置（基準配置）と前列風車4基の中心線の真後ろに後列の片方の風車ペアの中心が来る千鳥配置（比較配置）の二種類の実験準備が整った。

It's important to have a good time. A new type of power generation technology is proposed to promote the development of wind power generation in China. This study is to explore the utilization of reverse windmills in recent years, the close configuration of reverse windmills in the same direction, and the system of reverse windmills including reverse windmills, reverse windmills, and reverse windmills. 3D model windmill (diameter D = 50 mm, height H = 43.4 mm, 3 wings) was machined on the surface of the wind tunnel. The relationship between the number of windmills and the actual value of the output of windmills in the initial year is based on the calculation of 12 windmills.(HT-5500 by Ono Measurement Equipment Co., Ltd.) Three A/D converters (TUB-0412 ADSM-S2Z by Industrial Co., Ltd.) were obtained for automatic conversion of windmill output on PC, fine adjustment of windmill output, and fine adjustment of windmill output. Vertical-Axis Wind Turbine cluster: VAWTc) is set to the target, to the direction of VAWTc in 12 directions, to the gap/D value of 0.1 and to the value of VAWTc in 2 directions. Two kinds of preparation for the first windmill 4 base, the second windmill 4 base, the third windmill 4 base, the fourth windmill 4 base, the fourth windmill 4 base,

项目成果

Wind Tunnel Experiments on Interaction between Three Vertical-Axis Wind Turbines Arranged in Tandem

三台垂直轴风力发电机串联相互作用的风洞实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Y Jodai;Y. Hara
• 通讯作者: Y. Hara