垂直軸風車の研究内容

風力発電に用いられる風車には、大規模発電に向く水平軸型と小規模発電に向く垂直軸型がある。

水平軸風車と垂直軸風車の特徴は以下のものがあげられる。

• 水平軸風車
  • 利点：始動性が良い、出力高い、効率が高い。
  
  
  • 欠点：騒音、指向性がある、大型である、設置場所が限定される。


• 垂直軸風車
  • 利点：指向性がない、小型である、設置場所が限定されない。
  
  
  • 欠点：始動性が悪い、出力が低い、効率が低い。

垂直軸型風車には大きく分けて抗力型と揚力型がある。

• 抗力型

  風の持つ抗力をそのまま利用したものであるため、起動性に優れているが、風速以上の回転は困難である。

  代表としてサボニウス型風車があげられる。



• 揚力型

  後者は、ブレード上下に流れる風の圧力差により生み出された揚力を利用し風車を動作させる。そのため、風の速度の数倍の回転が可能となるが、抗力型と比べて始動性が悪いといった欠点も存在する。

  代表としては、ジャイロミル型風車があげられる。

本研究室では、限定的な環境でしか稼動できない水平軸型風車ではなく、出力や始動性は劣るものの設置場所の要件が水平軸型に比べ緩い垂直軸型風車に注目し、垂直軸型風車の改善を目的として、数値解析的研究および、実験的研究を行っている。

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垂直軸風車周りの流れの シミュレーション