垂直タービンを格子状に配置すると全体のパフォーマンスが向上する
垂直タービンを格子状に配置すると全体のパフォーマンスが向上する / Credit:Joachim ToftegaardHansen et al., Renewable Energy(2021)
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まるでヘリコプター。「プロペラの軸を垂直にもつ風力発電機」が未来を変える

2021.04.29 Thursday

Wind Farms Could Increase Efficiency with Vertical Turbines https://interestingengineering.com/wind-farms-could-increase-efficiency-with-vertical-turbines?utm_source=rss&utm_medium=article&utm_content=27042021
Numerical modelling and optimization of vertical axis wind turbine pairs: A scale up approach https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014812100344X#!

クリーンエネルギーとして知られる風力発電は、将来的に大きく進化するかもしれません。

イギリスのオックスフォード・ブルックス大学に所属するジョアキム・トフテガード・ハンセン氏ら研究チームは、1万1500時間以上のコンピューターシミュレーションによって、垂直タービンの可能性を見出しました。

垂直に軸をもつ風力タービンはペアで設置したときに互いの性能を15%向上させると判明したのです。

研究の詳細は、科学誌『Renewable Energy』2021年6月号に掲載されます。

従来の風力発電所では互いの効率を下げあっている

現在、一般的な風力発電には「水平タービン」が用いられています。

これは扇風機のように地面に対して水平な回転軸をもつタービンのことです。

風は地面と水平に流れてくるため、水平タービンのブレードは風の力を受けやすく、発電効率が良かったのです。

そのためほとんどの風力発電所には、たくさんの水平タービンが並んでいることでしょう。

水平タービンは乱気流を発生させるため、他のタービンの効率を下げる
水平タービンは乱気流を発生させるため、他のタービンの効率を下げる / Credit:Depositphotos

ところがハンセン氏によると、従来の水平タービンには欠点があります。

彼はその欠点を次のように説明しています。

風がタービンの最前列に近づくと、下流で乱気流が発生。この乱気流は後列の発電パフォーマンスに悪影響を及します

言い換えれば、前列は風力の約50%を電気に変換しますが、後列の場合、その割合は25~30%にまで減少します

つまり、より効果的に発電するには、複数設置したときの総合的なパフォーマンスを考えなければならないのです。

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