小形風力発電事業において、風の強い場所を選ぶのは大前提です。

しかし、風が強すぎても大丈夫なのでしょうか?回転しすぎてしまうのが心配。そんな声が聞こえてきます。

年間に稀に起きる強風に対して、タービンそのものにどんな対策が取られているのかについて解説します。

C&F社製小形風力発電機CF20JAPANの場合を見てみましょう。

急に風が強くなってきた日は、上図のような発電量の推移になります。徐々にグラフの値が高くなってきたのが分かります。

風速が通常のときは、モニタリングの左上の表示がRunning OKになっています。風速10m/sくらいだとほぼ20kw/hのフル発電状態です。

ところが風速が約20~25m/sくらいになるとモニタリングの左上の表示がHigh Wind Modeとなりタービンは強風モードに切り替わります。

このときは、既にアクティブピッチコントロールが効いて、ブレードの角度が傾き風を受け流すようになっています。

上図をみると、風速は約20m/s。Pitchは通常00.00ですが14度の傾きになっています。この角度によって、タービンの回転数RPMが上がりすぎるのを抑えます。

また、この強風モードに切り替わることで回転数RPMの設定ポイントは、自動的に10%ずつ下がります。例えば、90RPMであれば、81RPMまで下がります。これによって、速度超過の発生を抑制することができます。風速がしきい値を下回って2分経過すると、自動的に通常運転に戻ります。

では、それ以上強い風の場合どうなるのか?風速が25m/sを超えてなお上がり続ける場合、タービンにはブレーキがかかりHigh Wind Stop 強風停止モードに入ります。ちなみにC&F社が示す最大許容風速は、70m/sです。

その時は、下のグラフのように風速Wingspeed)は高くあるものの回転数RPM)と発電量Power)は、ほとんど0kwhの状態となります。

そして、風速が落ちてくると、ブレードは再び回転し始めます。

下の時間のグラフから、風速が特に強かった16時から0まで、回転がストップし、0時から再び回転し始めたのが分かりますね。

他社製では、風が強くなった場合にRPM50くらいでギアによって回転数を抑える機種もありますが、それは、メーカーによって対策方法は異なります。できればギアのようなパーツが少ない機種のほうが強風時の故障の可能性が低いとも考えられるでしょう。

 

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