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I-B386 風エネルギーの局所集中効果による風力発電の高効率化風エネルギーの局所集中効果による風力発電の高効率化 風エネルギーの風エネルギーの局所集中効果による風力発電の高効率化局所集中効果による風力発電の高効率化 九大応力研 正会員 ○大屋裕二 九大応力研 烏谷 隆、深町信尊、渡辺公彦 １．１．はじめにはじめに 部流れを検討した。その結果、図３に示すように下流に １．１．ははじめにじめに 本研究は従来の風力発電に比べ、高い発電効率を 向かって拡大するディフューザータイプのモデル（この 有する新しいタイプの風力発電システムの開発を目的 ケースはL/D=7.7、D=12cm、開き角3.7 度、最大U/U∞ とした研究である。地形を過ぎる流れ、構造物周囲流や ～1.8 を示す）が集風?加速に大きな効果があることを 内部流の流体力学的性質をうまく利用して、風エネルギ 見出した。この拡大タイプの最適な開き角度φを検討し ーを局所的に集中することができれば、発電能力は飛 た結果、3 度から4 度の開き角が有効であることがわか 躍的に高まり、また発電適地は大きく増大し、発電可能 った（図４に示す。Ui は入口での速度、D=24cm、L/D= 日数も増えることが予想される。このように積極的に風 7.7）。また、拡大型モデルの長さ（L/D）と内部での増速 のエネルギーを集めることは、従来ほとんど研究の対 率との関係も調べた。図５に示すようにL/D の増加とと 象とされてこなかった。風車による発電量は風速の３乗 もに徐々に増速率は増加する（図中でUmax はモデル内 に比例する。弱い風でも集めて加速することができれば 部での最大速度、D=40cm の角錐モデル）。 十分発電可能なシステムとなる。本研究では各種の中 空構造体の内部あるいは周辺流れにおいて、乱流の連 縮流型 行作用、渦による取り込み、強い低圧域の生成など 種々の流れ特性を応用し、局所的に風を集めて増速さ せ、近寄り風速の２倍以上の風速を得る集風加速装置 中立型 を開発し、風力発電の高効率化を目指す。 φ 拡大型 ２．集風加速装置の開発２．集風加速装置の開発 D ２．集風加速装置の開発２．集風加速装置の開発 ２．１ ディフューザータイプの集風加速装置 L 実験に用いた風洞は九州大学応用力学研究所の大 型境界層風洞である。3.6m 幅ｘ2m 高さｘ15m 長さの測定 図２ ３種類の中空構造体 部を有する。ウッドラック、アクリルあるいはアルミ板を 使用して様々な中空構造体モデルを製作し、熱線風速 2 計と静圧管を用いてその中心軸、あるいは断面内の風 1.8