成果報告書詳細
管理番号20100000000201
タイトル平成20年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業/低発電コストを実現する実用的垂直軸型小型風力発電システムの技術開発
公開日2010/3/9
報告書年度2008 - 2008
委託先名エネルギープロダクト株式会社
プロジェクト番号P07015
部署名研究開発推進部 技術革新・基盤技術グループ
和文要約要 約
当社は、小型垂直軸揚力型(ジャイロミル型)風力発電システムの製造販売ビジネスを行っている。
事業開始以来約5年を経過し、性能面、安全面ともに飛躍的に進歩を遂げたが、依然として価格は割高で、コスト低減は進んでいない。
従って、用途は、主として環境アピールや普及啓発目的に限られ、実用風車として導入されるケースはごく僅かである。
今後、市場を拡大し、事業を発展させ、地球環境問題に貢献していくためには、経済性の高い実用的な風車の開発が不可避の状況にある。
そこで、新エネルギーの雄である太陽光発電並みの低発電コストを実現できる小型風力発電システムの技術開発に取り組んだ。
具体的には、風車翼端形状の変更や集風装置の付加により、風車性能を従来の1.5倍に向上させること、重量を軽減する、メンテナンスインターバルを延ばす等によりランニングコストを従来の1/2に低減すること、及び共振回避制御等により寿命を従来の1.5倍に延長すること等により、年平均風速5m/s以上の風況下を条件に、発電コスト30円/kWhを実現しようとするものである。
本事業では、主要な開発要素である風車性能向上について、翼、シャフト、発電機、集風装置等主要な部品を設計試作し、実験によりその性能及び効果を確認した。
その結果、翼端形状変更により約20%、集風装置付加により約40%の性能向上を達成した。この性能向上は個別実験によるものであるが、両方を組み合わせると、従来の約1.7倍の性能向上が期待できることになり、目標とする発電コストの実現可能性を大いに期待させる結果となった。
今後、組合せ試験、実証試験を経て、市場に投入予定であるが、合わせて、従来のシステム販売事業だけでなく、個別のお客様に、当社が負担して設備を建設し、発電した電力を販売する小口電力供給モデルを提供する予定である。離島や山間部等の高付加価値独立電源市場に経済性の高い商品を投入して、新市場の開拓と事業拡大を図っていくとともに、自然エネルギーの普及及び地球環境問題に貢献していく所存である。
英文要約ABSTRACTS
To expand the applications of the Gyromill model wind turbine generators for practical use, it is important to make their generation cost drastically lower.
The Gyromill model wind turbine with straight wings and vertical axis is evaluated as one of versatile small scale wind turbines to convert the wind energy to the electricity with high efficiency thanks to the lift force exerted on its wings. The model has been gradually improved from the aspect of safety and reliability in last several years. On the other hand, its applications are still limited to the purposes of CSR, Education, Promotion and so on, because of its high initial cost.
This study is to experiment on the possibility to make the generation cost of the Gyromill model competitive to the PV generation systems by;
- increasing the efficiency of the power output 1.5 times as the one
that has presently been available on the wind turbine generators, by
introducing the technologies of the winglet and the wind collector
- reducing the total weight of the supporting structures and the other
metal parts
- extending a maintenance interval to save the running cost
The accomplishment of the above innovation enables the generation cost to go down to the level of \30/kWh at the wind speed of 5m/s, which is quite lower than the generation cost of the present PV systems.
In the course of this study, the main components of Gyromill wind turbine, i.e., straight wings with winglet, turbine shaft, generator, wind collectors accelerating wind speed flowing into wind turbine section, were newly designed and fabricated, and as well, their technical characteristics were examined independently. As a result, it was confirmed that the output went up by 20% with the use of the winglet and by 40% with the wind collectors and the total output is expected to increase to 1.7 times as the present one.
The newly-designed Gyromill model wind turbine generation system will be released to the market after the laboratory test and the field test are carried out. Taking advantage of the improved generation cost, we are planning, in addition, to introduce the system to our new business model, that is, the small power producer who supplies the electricity on the small island, mountain area etc. where the electricity could be sold at the higher price than the usual tariff in mainland.
With the lower generating cost, it is expected that the demand for the small scale wind turbine for the practical use could rise, which, as a whole, can contribute to the prevention of the global warming.
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