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聚风型风力发电机技术的开发

教授 大屋裕二
副教授 乌谷隆

作为中国灌溉用分散型稳定电源有效利用的聚风型风力发电机技术的开发

项目目的

中国西北部地区沙漠化是地球环境问题不断严重的一个具体体现,为了阻止沙漠化进程,还我绿色的富饶大地,我们启动了将中国西北部地区丰富的风能转化为电力资源的灌溉、绿化事业。在缺乏电力基础设施的该地区,易于移动设置的小型风力发电机是最合适的发电方法。因此为了使提案组开发的高效聚风型风力发电机(作为小型风力发电机,其输出功率世界最高)适合中国西北地区的风力状况,项目组进行了改良、改造、大型化等技术研发。我们投入了众多的这种小型聚风型风力发电机,构筑灌溉用机动性风力发电场,探讨对绿化事业的作用。

项目内容

为了迈出中国广大沙漠地区绿化事业的第一步,我们重新研究了现有的1kW风力发电机,并改造成适合中国西北部风速高的状况,易于移动设置的机动性高的风力发电机;为了进一步追求更高的实用性,我们进行了聚风型风力发电机的大型化新技术开发,把转子直径增大到2m、额定功率增强到5kW,并以几十台规模栅极配置于沙漠地区。把这些作为分散型电源网络,与通过蓄电池等的电力储存技术相配合,实现微栅极电力稳定供给,构筑汲取地下水灌溉系统的微型设备。通过该设备着手沙漠地区的造林、绿化,验证其作用。

共同研究 image

技术课题及技术创新性

我们对中国西北部地区的风力状况进行调查,据此重新评估聚风型风力发电机的耐风性,重新探讨聚风型风力发电机的强度、结构设计(主体及塔筒的强度和结构、基础强度),并改造成能易于移动设置的轻量化风力发电机系统。此外,风力发电机的发电因风力强度波动很大,因此,需要构筑将不稳定的发电通过蓄电池蓄电、为水泵等电动机器提供稳定电力的系统,作为风力发电场的网络。而且,为了提高实用性,需要将聚风风力发电机大型化,但必须克服具有聚风体的风力发电机风力负荷及结构重量的增加、控制技术的变更等技术问题,以尽快实现3kW级聚风型风力发电机的目标。

本项目是一个新挑战性尝试,在中国西北部地区利用高性能聚风型风力发电机正式确保电力。 建设利用聚风型风力发电机的风力发电场尚属首次尝试,预期今后利用自然能源的微栅极发电的需求将不断增加,我们力求把它创建成示范设施。

预期成果及项目实施后的计划

本项目能够成为阻止中国西北部地区沙漠化,还我绿色的富饶大地的最有效项目。即利用取之不尽的风能开展灌溉事业,植树造林,推进沙漠绿化,从而有助于改善地球环境问题。 本项目将成为一个有效利用风能的示范项目。 日本开发的聚风型风力发电机的利用价值高,对推广使用将做出巨大贡献。

我们以大型化3kW聚风型风力发电机的技术开发为基础,进行更大规模的聚风型风力发电机(转子直径3-12m,输出功率10kW-100kW)的开发研究,并应用于缺乏输电网基础设施的中国广阔的大地。 同时,作为独立分散型电源获得的电力,将来如果配合燃料电池等有效贮藏法,可期待能够为中国的能源需求贡献一份力量。 此外,如果能实际证明聚风型风力发电场作为微型发电设备对灌溉事业、绿化事业有效,我们将计划扩大该设备规模,从易于着手的地区开始,有计划地促进中国广阔沙漠地区的绿化事业发展壮大。

本项目得到了许多媒体介绍。

This project was executed in the proposal public advertisement type development support research cooperation business of the H18-19 fiscal year of Ministry of Economy, Trade and Industry NEDO.

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