九大など　地形起因の大気乱流が風車の構造強度に与える影響を調査

九州大学応用力学研究所の内田孝紀准教授は、商用大型風車の構造強度に地形起因の大気乱流が与える影響の評価に成功したと2016年11月29日に発表した。

これは、同大が九電工新エネルギー株式会社の協力を受け、西日本技術開発株式会社、株式会社日立製作所と2015年度に実施した共同研究の成果である。

今回の研究対象は、日立製作所製の2MW商用大型風車10基が設置された鹿児島県の串木野れいめい風力発電所。

実測データから、東風の発生時、10号機風車に風況起因の発電停止が多発すると確認され、東方向約300m先に位置した標高519mの弁財天山がそれに影響していると示唆された。そこで、地形起因の大気乱流が10号機の構造強度に与える影響を詳細に調査した。

まず、10号機の風車ブレード3枚の根元に設置した電気式の歪ゲージの測定値と8項目の風車運転基本情報(ナセル風向、ナセル風速など)を50Hz(1秒間に50回)で同期計測するシステムを構築した。実測データを収集、解析した結果、東風の発生で疲労荷重が最大値を示すことがわかった。

併せて、内田准教授が開発した数値風況診断技術RIAM‐COMPACTを用いて、この最大疲労荷重が発生している際の気流性状も明らかにした。

今後は、より詳細な実風況観測を行うため、3次元超音波風向風速計とドップラーソーダをそれぞれ、風車ナセル上と10号機風車の周辺に設置し、地形起因の大気乱流が風車の構造強度に与える影響を定量化すると共にその予測手法を確立することを目指す。

同大は、風車の「重大事故」の未然防止に取り組む産学連携の共同研究が、陸上・洋上の大規模風力発電の普及、拡大に貢献すると期待している。

（画像はプレスリリースより）




九州大学　ニュースリリース
http://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/64