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発電効率の向上

アップウィンド方式とダウンウィンド方式のロータ位置の違い
アップウィンド方式とダウンウィンド方式のロータ位置
の違い
吹上風におけるアップウィンド方式とダウンウィンド方式による発電効率比較
吹上風におけるアップウィンド方式とダウンウィンド
方式による発電効率比較
複雑地形における吹上風イメージ
複雑地形における吹上風イメージ

風車は山岳や丘陵などの起伏の多い地形に設置されることが多く、そこに吹く風は地形に沿って吹き上げる風(吹上風)となります。
ダウンウィンドロータは、ロータ面が風上から見て下方に傾いているため、吹上風を効率的に捉えることができます。そのため、仮に同じ位置にアップウィンド型の風車を設置した場合と比較すると、アップウィンド型は吹上風に対して発電効率が下がるのに対し、ダウンウィンド型は逆に効率が上がります。
また、ダウンウィンドロータは、風向風速計をロータの前方に設置できる点でもメリットがあります。その結果、乱れのない風向データを得られ、理想的なヨー制御が可能となりました。
ヨー角の制御上のずれが少ないことは、吹上風への対応と同等の効果を発揮し、発電効率の向上に繋がり変動荷重も低減します。
吹上風や風向の変化への追随性が高くなることによって、主軸や増速機へかかる荷重も抑制することができ、機械的な信頼性も向上します。

ダウンウィンドの実現に向けて

風車後流シミュレーション
風車後流シミュレーション

ダウンウィンドロータを採用するにあたり、十分にシミュレーションや実証実験を行っております。

暴風待機時の安全性

フリーヨー概念図
フリーヨー概念図

カットアウト後の暴風待機時にはフリーヨーとすることによって、ダウンウィンドロータは自然に風を受け流します。そのため、停電した場合でも暴風待機能力は変わらず、高い安全性を維持できます。