成果報告書詳細
管理番号20120000000930
タイトル*平成23年度中間報告 新エネルギー技術研究開発 次世代風力発電技術研究開発 自然環境対応技術等(落雷保護対策)
公開日2012/8/11
報告書年度2011 - 2011
委託先名株式会社東洋設計
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:
1. 研究開発の内容及び成果等
1.1 落雷電流計測、落雷様相観測
1)落雷電流計測装置仕様および計測方法についての検討
各計測装置は昨年度からのものを継続して使用している。取得した落雷データを分析する際には、25地点の装置の詳細で異なる仕様(周波数帯域)を把握し、それぞれの周波数帯域をふまえた波形修正を行い、より正確な雷パラメータを算出する検討を行った。
2)落雷電流計測
全国25ヶ所について昨年度から引き続き落雷電流計測を行い130点のデータを取得した。電荷量の大きい、1000クーロン以上の雷が計測された。さらに、事業者が独自で計測している落雷電流計測データを入手し比較することで、計測精度を把握し、また、計測装置の不調期間のデータを補完した。
3)落雷様相観測
全国12ヶ所について昨年度から引き続き落雷様相観測を行い、40点の落雷動画を取得した。どの落雷もブレード先端部周辺に被雷しているため、先端部の保護の重要性が示された。また、運転中の風車に被雷すると落放電を引っ張るため、レセプタ以外の部位に放電が移動する危険が明らかになった。
4)計測・観測地点の落雷特性の検討
計測地点(落雷電流計測25ヶ所、落雷様相観測12ヶ所)での計測結果から、ピーク電流(電流波高値)、電荷量、比エネルギー量の頻度分布、ならびにそれぞれの相関の有無、などの検討を行った。結果、計測地点毎に電荷量や電流値などのパラメータの分布が異なっていることが明らかになり、地域特性が存在する可能性が示された。
5)計測データと標定データとの相関などの検討
雷計測データから得られる各パラメータと標定データ間の相関を検討し、標定データと計測データから風車被害程度への影響が大きい電荷量や比エネルギー量などについて、地域特性を検討した。
結果、標定データと計測データの同定が困難で、両者の間には直接の相関を見出すことはできなかった。しかし、被雷数の多い風車周辺で、標定データでも落雷が増加している様子が確認できたため、被雷数と標定データ個数との間には関係があるといえる。このため、風車への被雷数の予測には標定データを活用できることが分かった。
英文要約Title: Research and Development of Next-Generation Wind Power Generation Technology for Technology Corresponding to Natural Environment etc. for Measures of lightning protection (FY2008-FY2012) FY2011 Annual Report

This work, Research and Development of Next-generation Wind Power Generation Technology for Technology Corresponding to Natural Environment etc. for Measures of lightning protection, is intended to prepare an instructive map of the risk of lightning flashes to earth and establish a measure of lighting protection that are operated from fiscal year 2008. The contents of research for this fiscal year 2012 are mentioned below. (1) Lightning current measurements were operated at 25 areas of windmill site throughout Japan as a continuative work from last fiscal year 2010 that contain electric charge, a frequency distribution of specific energy and presence of correlation between each data for picking out the lightning characteristics at each area. (2) Observations for aspects of lightning stroke were operated at 12 areas of windmill site throughout Japan as a continuative work from last fiscal year 2010 that contain analysis of animations of lightning stroke by video camera and lightning situations. All lightning strokes have hit blade, therefore these data were mentioned an importance of lightning protection measures of blade. (3) Questionnaire investigations were operated as a continuative work from last fiscal year 2010. Classify damage data of each part of wind power generation equipment and damages in this country caused by lightning were operated. Hearing investigations were operated in areas that areas have damaged on wind power generation equipments by lightning strokes. The purpose of hearing investigation is the comprehension of points at issue. (4) The following points of questionnaire investigations were improved by progressing work so far and previous questionnaire investigations. The object was an improvement of response rate and contents. i) Offer instructive information to businesses such as “Wind power guideline for Japan”. ii) Pick out cases of Surge Protective Device damage.
iii) Confirm to supply lightning measurement data that businesses originally execute. (5) Sampling factors of lightning damage that assume to use for a map of the risk of lightning flashes to earth and examine the validity. (6) Examine relations between result of lightning measurement and rating data by following points of view for examination of a map of the risk of lightning flashes to earth. i) Concentrated rate of lightning to wind power generation equipment. ii) Relations between lightning density and damage rate. iii) Relations between measure time zones and rating data on windmill site. (7) A trial map of the risk of lightning flashes was made.
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