成果報告書詳細
管理番号20130000000051
タイトル平成23年度成果報告書 平成23年度採択先導的産業技術創出事業11B04022c 能動流体制御技術を用いたバーチャルブレード構築による風力発電システムの飛躍的な始動性及び設備利用率向上に向けた研究開発 平成23年度中間
公開日2014/9/17
報告書年度2011 - 2011
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所瀬川武彦
プロジェクト番号P00041
部署名技術開発推進部
和文要約小型風車搭載用のプラズマアクチュエータ(DBD-PAs)と剥離検出センサ(FBG-FS)を開発し、風洞内に設置したモデル翼型へ搭載する能動流体制御デバイス,電源軽量化,耐久性向上に向けた研究を実施した。特に、ポリイミド及びテフロンを絶縁層とする両面銅張積層板に加え、予めガラスフッ素樹脂により被覆された金属ワイヤーを用いたフレキシブルなひも状プラズマアクチュエータを新たに開発し、アクチュエータの飛躍的な軽量化、及び安全性、柔軟性向上に成功した。剥離流れのフィードバック制御に向けては、流れに乱れを与えず高い剥離検出感度を維持できる片持ち梁構造を有するFBG-FSを造形し、片持ち梁の振動振幅閾値で剥離流れを高精度で判定できるアルゴリズム開発した。1kW級風力発電システムへの能動剥離制御ユニット搭載とフィールドでの発電量比較実験の実施に向け、小型風車近傍の風速及び風向等の風況を記録できるデータ取得システムを構築した。また、DCバッテリと高電圧発生回路を組み合わせて風車搭載用のDBD-PA駆動電源を試作し、回転試験装置により性能評価を行った。
英文要約R&D of dielectric barrier discharge plasma actuators (DBD-PAs) and FBG flow sensors (FBG-FS) for real-time detection and control of flow separation have been investigated to apply for a small windmill. We focused on the weight saving and improvements of safety and flexibility on DBD-PAs, and newly developed string-type DBD-PAs, which consist of exposed electrode and metallic wire coated by insulating materials, in conjunction with sheet-type DBD-PAs. Various structures of cantilevers for attaching FBG-FSs have been manufactured and developed a control algorism successfully which can adjudicate on flow separation by the threshold value of STD of the cantilever-tip amplitude. In order to compare power generations with and without flow control from a 1kW-class windmill, a data logger system to record wind speed, direction and related parameters around the windmill has been constructed. In addition, power supply system to drive DBD-PAs for mounting on the windmill has been also manufactured by using a series of DC batteries and HV-RF circuit.
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