(57)【要約】【課題】アップウィンド型の水平軸風車において、暴風時にヨー駆動手段が機能していなくともロータ及びブレード後縁が風下に靡く待機形態を確保でき、この待機形態によりブレード後縁から暴風を避けてフラッタの発生を低減し、ひいてはブレードその他の暴風時設計荷重を低減する。【解決手段】本水平軸風車は、カットアウト風速を超えると、風力によるナセル２のヨー回転を許容する所定の制動値にヨーブレーキを制御するとともに、すべてのブレード４ａ〜４ｃをフェザーにする（図１（ａ））。次に、ブレード４ａ〜４ｃを１枚ずつ順次反転フェザーにする（図１（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ））。以後、運転モードの復帰まですべてのブレード４ａ〜４ｃを反転フェザーの状態に保持する。以上の過程でナセル２がヨー回転しロータがタワー１より風下側に配置され、すべてのブレード４ａ〜４ｃの前縁が風上を向く（図１（ｅ））。【選択図】図１
2006336505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブと少なくとも２枚以上のブレードとを有するロータと、
前記ハブに接続された主軸を介して前記ロータを軸支するナセルと、
前記ナセルをヨー回転自在に支持するタワーと、
前記ブレードのピッチ角をそれぞれ独立に制御する独立ピッチ制御装置と、
前記ナセルのヨー回転を制御するヨー制御装置とを備え、
所定値以下の風速時に前記ヨー制御装置の制御により前記ロータを前記タワーより風上に配置し前記ロータの回転を介して風力を利用する運転モードと、前記所定値を超える風速時に前記運転モードに備えて待機する待機モードとを有するアップウィンド型の水平軸風車において、
（１）前記独立ピッチ制御装置は、前記所定値を超える風速時に、すべての前記ブレードをフェザーにする第１ステップと、前記第１ステップ後に前記ブレードを１枚ずつ順次反転フェザーにする第２ステップと、前記第２ステップ後に前記運転モードの復帰まですべての前記ブレードを反転フェザーの状態に保持する第３ステップとからなる制御動作を有し、
（２）前記ヨー制御装置は、前記所定値を超える風速時に、風力により前記ナセルに負荷されるヨー軸周りのトルクによるヨー回転を許容する制動値にヨーブレーキを制御する制御動作を有し、
前記待機モードとして、前記（１）（２）の制御動作を実行することにより前記ロータを前記タワーより風下に靡かせることを特徴とする水平軸風車。
【請求項２】
前記ヨー制御装置は、前記独立ピッチ制御装置が前記第２ステップを実行する前に前記（２）の制御動作を実行することを特徴とする請求項１記載の水平軸風車。
【請求項３】
前記ヨー制御装置は、前記独立ピッチ制御装置が前記第１ステップを実行する前又は同時に前記（２）の制御動作を実行することを特徴とする請求項１記載の水平軸風車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アップウィンド型の水平軸風車における暴風時の待機に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、いわゆる水平軸風車が商業用に広く実用化されている。一般的な水平軸風車は、少なくとも２枚以上のブレードがハブから放射状に取付けられてなるロータと、ハブに接続されるとともに略水平方向に延在された主軸を介してこのロータを軸支するナセルと、略鉛直方向に設置されるとともにナセルをヨー回転自在に支持するタワーとを有して構成される。
加えて、ナセルのヨー回転を自在に駆動制御可能なヨー駆動手段、ヨー回転を制動するヨーブレーキ、ロータの回転を制動する主軸ブレーキ等の制御手段を水平軸風車に設けることも従来より行われている。
また、今日の商業風車の多くは、アップウィンド型の水平軸風車の構成をとっている。アップウィンド型の水平軸風車は、タワーの風上側に配置されたロータが回転して発電する構成の水平軸風車である。
【０００３】
通常、風車の設計強度は暴風中の待機状態の際に受ける荷重に大きく影響を受ける。暴風時の風車荷重は停電も併発することを想定して設定する必要がある。以下、水平軸風車の待機方法に関する代表的な従来技術１〜５について説明する。
【０００４】
〔従来技術１〕
従来技術１は、一般的なアップウィンド・ストール制御風車であり、主軸をブレーキで固定して暴風時に待機するものである。待機時にヨーを固定することが基本である。ヨー制御をしてロータを風向きに平行にして、荷重低減を図るものもある。ヨー制御可能であっても、ヨー制御に必要な電源が遮断される場合や、ヨー制御に関するいずれかの機器に故障が生じた場合は、全方位からの暴風を受ける可能性がある。したがって、全方位からの暴風を想定して設計する必要がある。一般にストール制御機の場合、正面ならびに背面からの暴風時に大きな荷重が発生する。
【０００５】
〔従来技術２〕
従来技術２は、一般的なアップウィンド・ピッチ制御機であり、ロータを遊転、ヨーを固定して暴風時に待機するものである。ピッチ制御機の中には、ヨー制御をしてロータを風上に向け、荷重低減を図るものもあるが、これはヨー制御に必要な電源があるとともに、各機器が故障なく機能していることが前提となる。一般にピッチ制御機の場合、横風ならびに斜め前方/後方から暴風時に大きな荷重が発生する。図３に示すモデルＡは、従来技術２の待機形態に該当する。
【０００６】
〔従来技術３〕
従来技術３は、アップウィンド・ピッチ制御機であり、全翼のフェザーを確保した後に、ナセル方位角をヨー制御により約180[deg]反転させ、弱いヨーブレーキで保持して暴風時に待機するものである。これにより、暴風時にはロータが風下に靡き、タワーへの荷重を軽減することができる。従来技術３の待機形態は外観上、従来技術５と同様である。図３に示すモデルＢは、従来技術３及び５の待機形態に該当する。
【０００７】
〔従来技術４〕
従来技術４は、ダウンウィンド風車・ピッチ制御機であり、全翼のフェザーを確保し、ロータを遊転させ、フリーヨーとして暴風時に待機するものである。これにより、暴風時には、ロータが風下に靡き、タワー頂部に作用する荷重を低減できる。従来技術４の待機形態は外観上、本発明実施例と同様である。図３に示すモデルＣは、本発明実施例の待機形態であり、従来技術４の待機形態もこれに該当する。
【０００８】
〔従来技術５〕
従来技術５は特許文献１に記載され、ダウンウィンド風車・ピッチ制御機であり、全翼のフェザーを確保したのち、ピッチ角を翼1枚ずつ約180[deg]変角して、フリーヨーで暴風時に待機するものである。翼前縁からの風を受ける場合と比較して、後縁から風を受ける場合は最大揚力係数が大幅に減少し、また、ヨー保持トルクも小さいので、その他の部位に発生する荷重も小さくなる。従来技術５の待機形態は外観上、従来技術３と同様である。図３に示すモデルＢは、従来技術３及び５の待機形態に該当する。
【特許文献１】特願２００４−１９３２７１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
２ＭＷクラスの風車でも、上記の従来技術により、風車のスケールに合わせて上手く設計すれば強度問題は回避できる。しかし、今後、一層大型化が進むと翼の剛性はますます低下し、固有振動数が低くなるため、特に翼後縁付近から暴風を受ける場合にフラッタが発生し翼に大きな荷重が発生しやすくなるという問題が予想される。
従来のアップウィンド型水平軸風車（従来技術１〜３）では、暴風時待機形態によらず、翼後縁付近からの暴風を避けることができず、フラッタが発生する。発生が予想されるフラッタのモードは下記の二種類である。
失速フラッタ：翼の失速領域では迎角に対する揚力傾斜が負になり、この領域で空力項が負のダンピング効果を与え、不安定傾向を高める。これは捩り剛性の高い翼でも発生する。
曲げ・捩り連成フラッタ：翼は非対称で長大な構造物であるため、曲げに捩りが連成して発生する。特に翼後縁付近からの暴風を受ける場合に翼が荷重を受け曲がるが、これに捩りを連成するため翼に流入する迎角が変化し、不安定傾向になりやすい。これは捩り剛性の高い翼ではほとんど発生しない。
【００１０】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、アップウィンド型の水平軸風車において、暴風時にヨー駆動手段が機能していなくともロータ及びブレード後縁が風下に靡く待機形態を確保でき、この待機形態によりブレード後縁から暴風を避けてフラッタの発生を低減し、ひいてはブレードその他の暴風時設計荷重を低減することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、ハブと少なくとも２枚以上のブレードとを有するロータと、
前記ハブに接続された主軸を介して前記ロータを軸支するナセルと、
前記ナセルをヨー回転自在に支持するタワーと、
前記ブレードのピッチ角をそれぞれ独立に制御する独立ピッチ制御装置と、
前記ナセルのヨー回転を制御するヨー制御装置とを備え、
所定値以下の風速時に前記ヨー制御装置の制御により前記ロータを前記タワーより風上に配置し前記ロータの回転を介して風力を利用する運転モードと、前記所定値を超える風速時に前記運転モードに備えて待機する待機モードとを有するアップウィンド型の水平軸風車において、
（１）前記独立ピッチ制御装置は、前記所定値を超える風速時に、すべての前記ブレードをフェザーにする第１ステップと、前記第１ステップ後に前記ブレードを１枚ずつ順次反転フェザーにする第２ステップと、前記第２ステップ後に前記運転モードの復帰まですべての前記ブレードを反転フェザーの状態に保持する第３ステップとからなる制御動作を有し、
（２）前記ヨー制御装置は、前記所定値を超える風速時に、風力により前記ナセルに負荷されるヨー軸周りのトルクによるヨー回転を許容する制動値にヨーブレーキを制御する制御動作を有し、
前記待機モードとして、前記（１）（２）の制御動作を実行することにより前記ロータを前記タワーより風下に靡かせることを特徴とする水平軸風車である。
【００１２】
請求項２記載の発明は、前記ヨー制御装置は、前記独立ピッチ制御装置が前記第２ステップを実行する前に前記（２）の制御動作を実行することを特徴とする請求項１記載の水平軸風車である。
【００１３】
請求項３記載の発明は、前記ヨー制御装置は、前記独立ピッチ制御装置が前記第１ステップを実行する前又は同時に前記（２）の制御動作を実行することを特徴とする請求項１記載の水平軸風車である。  
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、風速が所定値を超え、発電等のための風車の運転に備えて待機する時に、第１ステップによりすべてのブレードをフェザーにすることにより、暴風による負荷荷重を低減することができる。この第１ステップによりすべてのブレードの後縁がタワー側を向いた状態となり、その後の第２ステップによりブレードを１枚ずつ順次反転フェザーにすることにより、ブレードの前縁がタワー側を向いた状態となる。全ての翼を同時に反転する場合には、ロータが過回転に達し重大な事故を引き起こすが、第２ステップにおいては１枚ずつ順次反転フェザーするから、暴風による負荷荷重を問題のないレベルに抑えることができる。また、第２ステップにおいては、１枚ずつブレードがフェザーからフラットを経て反転フェザーの状態に移行する過程において、風力によりナセルに負荷されるヨー軸周りのトルクを大きくことがきる。その後、第３ステップにより運転モードの復帰まですべての前記ブレードを反転フェザーの状態に保持する。
一方、風力によりナセルに負荷されるヨー軸周りのトルクによるヨー回転を許容する制動値にヨーブレーキを制御するので、ナセルが風力によりヨー回転しロータがタワーの風上から風下に配置されるようにナセルを回転させ、ロータをタワーより風下に靡かせることができる。
ロータがタワーより風下に配置されると、第２ステップの完了によりすべてのブレードの前縁がタワー側を向いた状態となり第３ステップによりこれを保持しているから、すべてのブレードは前縁から風を受けることとなり、フラッタの発生を避け翼に負荷される荷重を低減することができる。
以上のようにナセルが風力によりヨー回転しロータをタワーより風下に靡かせるから、ヨー駆動手段が機能していなくともロータ及びブレード後縁が風下に靡く待機形態を確保でき、この待機形態によりブレード後縁から暴風を避けてフラッタの発生を低減し、ひいてはブレードその他の暴風時設計荷重を低減することができるという効果がある。
【００１５】
第２ステップの完了後に前記（２）の制御動作を実行する場合も、風況によりナセルを回転させるために十分なヨー軸周りのトルクが発生するから、ロータがタワーの風下に配置されるようにナセルを回転させ、待機姿勢に移行することができる。
【００１６】
好ましくは、第２ステップの実行前に前記（２）の制御動作を実行する。第２ステップの１枚ずつブレードがフェザーからフラットを経て反転フェザーの状態に移行する過程においては、風力によりナセルに負荷されるヨー軸周りのトルクが比較的大きくなるから、この時にヨーブレーキを弱めておくことにより、より確実にロータがタワーの風下に配置されるようにナセルを回転させ、待機姿勢に移行することができる。
【００１７】
さらに好ましくは、第１ステップの実行前又はその実行と同時に前記（２）の制御動作を実行する。これにより、第１ステップから第３ステップのいずれかにおいて発生する風力によりナセルに負荷されるヨー軸周りのトルクにより、より確実にロータがタワーの風下に配置されるようにナセルを回転させ、待機姿勢に移行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。図１は、本実施形態のアップウィンド型水平軸風車を上から見た平面図である。図２は、本実施形態のアップウィンド型水平軸風車に搭載される制御部の構成のうち、本件に関連のある部分を示すブロック図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態の水平軸風車は、タワー１と、ナセル２と、ハブ３と、３枚のブレード４ａ〜４ｃを備える。
ナセル２はハブ３に接続された主軸（図示略）を介してハブ３とブレード４ａ〜４ｃからなるロータを軸支する。タワー１は、ナセル２をヨー回転自在に支持する。
また、ナセル２の外面には図示しない風速計及び風向計が取り付けられている。
【００２０】
ナセル２の内側には、図示しない増速機、発電機、および主軸ブレーキなどの動力伝達装置が収納されており、これらの各動力伝達装置には、主軸が連結されている。
【００２１】
主軸は、その先端がナセル２の外部に突出しており、この主軸の先端にはロータが、主軸とともに回転するように取り付けられている。
【００２２】
ロータは、中心部に主軸と連結されたハブ３を有しており、ハブ３の回転方向の周面には、３枚のブレード４ａ〜４ｃが放射状に取り付けられている。なお、ブレード４ａ〜４ｃは断面形状が非対称の翼形に形成されている。
【００２３】
図２に示すように、本実施形態の水平軸風車の制御部は、風向計１０、風速計１３、制御装置１６、ピッチ駆動装置１１、ヨー駆動装置１４から構成される。制御装置１６には、独立ピッチ制御装置１２とヨー制御装置１５とが備えられている。
【００２４】
ヨー駆動装置１４は、ナセル２のヨー角を検出し、ヨー回転を駆動するとともに、ヨー回転を制動する図示しないヨーブレーキを備える。ヨー制御装置１５は、ヨー駆動装置１４に制御信号を与えてナセル２のヨー角を制御する。
【００２５】
ピッチ駆動装置１１は、ブレード４ａ〜４ｃのピッチ角を独立して回転駆動する。  独立ピッチ制御装置１２は、ピッチ駆動装置１１に制御信号を与え、各ブレード４ａ〜４ｃのピッチ角をそれぞれ独立に制御する。各ブレード４ａ〜４ｃは、それぞれ独立して少なくとも１８０度自在に制御される。
なお、ピッチ角とは、ハブに対するブレードの取り付け角度であり、本稿では、効率が最大となる角度を0degとしている。
【００２６】
通常、商業用の風力発電においては、機械的強度、発電効率、および安全面を考慮して、発電に適する風速帯域が存在し、その上限であるカットアウト風速を超える風速領域では発電は行わず、暴風を回避するべく、できるだけ風荷重を軽減できる姿勢で待機するように制御される。以下、本実施形態の水平軸風車の運転モード及び待機モードについて説明する。
【００２７】
〔運転モード〕
発電に適する風速帯域では、風向計１０により検知した風向に基づきヨー制御装置１５が制御してロータをタワー１より風上に配置し、風速計１３により検知した風速やロータ回転数などに基づき独立ピッチ制御装置１２が適度なピッチ角にブレード４ａ〜４ｃを制御しロータが風を受けて回転する。このロータの回転力は、ハブ３に接続された主軸に伝達され、主軸に連結されるとともにナセル２の内部に収納された発電機に伝達されることで、回転運動による運動エネルギーが電気エネルギーに変換される。ヨー駆動装置１４はヨー制御装置１５からの制御信号を受けてナセル２を回転させるときは、ヨーブレーキを解除するか又は軽くし、ナセル２を一定方向に保持するときは、ヨーブレーキトルクを最大にする。
【００２８】
〔待機モード〕
台風などの暴風時に、風速計１３によって風速がカットアウト風速を超えたことが検出されると、ヨー制御装置１５が、風力によりナセル２に負荷されるヨー軸周りのトルクによるナセル２のヨー回転を許容する所定の制動値にヨーブレーキを制御するとともに、独立ピッチ制御装置１２がすべてのブレード４ａ〜４ｃをフェザーにする（第１ステップ）。ロータは停止し、発電は中断される。
これにより、ブレード４ａ〜４ｃ及びタワー１に作用する風荷重を軽減する。所定の制動値は、ナセル２を一定方向に保持するときの制動値より低く設定する。所定の制動値を一定値とする場合、カットアウト風速を超える風を想定したときナセル２が激しくヨー回転しない程度に高い値とする。また、所定の制動値は、ナセル２のヨー回転に応じて変動するものであっても良い。例えば、風力によりナセル２に負荷されるヨー軸周りのトルクが小さくてもナセル２のヨー回転を許容するために小さくされる一方、ナセル２のヨー回転の角速度を一定以下に制限するために大きくされることにより変動してもよい。
【００２９】
次に、独立ピッチ制御装置１２は、ブレード４ａ〜４ｃを１枚ずつ順次反転フェザーにする（第２ステップ）。
次に、独立ピッチ制御装置１２は、上記運転モードの復帰まですべてのブレード４ａ〜４ｃを反転フェザーの状態に保持する（第３ステップ）。
【００３０】
ここで、改めて図１を参照しながら、以上の制御動作の実行及びこれに伴う風車の動作につき説明する。
まず、上記第１ステップの実行により、図１（ａ）に示すように、すべてのブレード４ａ〜４ｃがフェザーになり、ロータの回転は停止し、ヨーブレーキは上述したヨー回転を許容する所定の制動値となる。
このとき、風力によりナセル２に負荷されるヨー軸周りのトルクがヨーブレーキトルクより大きければナセル２が動き始め、小さければナセル２は一定角度に停止している。
【００３１】
次に、第２ステップに入る。まず、図１（ｂ）に示すようにブレード４ａが、ピッチ角を反転させるために起動される。ブレード４ａのピッチ角がフラットの角度を通過する時点をピークとしてヨー軸周りのトルクは増大する。このブレード４ａの変角過程でブレード４ａにおける揚力発生によりロータの回転力も大きくなるが、フェザーの状態を維持する他の２枚のブレード４ｂ，４ｃはロータの回転に対して制動力を発揮するため、他の主軸ブレーキ手段を使用していない場合でも、ロータ回転が激しく生じることはない。
【００３２】
さらに、ブレード４ａを変角して図１（ｃ）に示すように反転フェザーにし、以後運転モードの復帰までブレード４ａを反転フェザーの状態に保持する。
このブレード４ａの変角過程でナセル２のヨー回転が開始したとすると、例えば、図１（ｂ）→（ｃ）に示すように、ナセル２がヨー回転し、ロータがタワー１の風下側に配置される。
【００３３】
次に、１枚目のブレード４ａと同様にして、２枚目のブレード４ｂをフェザーから反転フェザーに変角し、以後運転モードの復帰まで反転フェザーの状態に保持する（図１(d)）。
次に、１枚目、２枚目のブレード４ａ，４ｂと同様にして、３枚目のブレード４ｃをフェザーから反転フェザーに変角し、以後運転モードの復帰まで反転フェザーの状態に保持する（図１(e)）。
【００３４】
仮に、１枚目のブレード４ａの変角過程でナセル２のヨー回転が開始しなくとも、２枚目、３枚目のブレード４ｂ，４ｃをフェザーから反転フェザーに変角する過程で同様に、ナセル２をヨー回転させるチャンスがあり、従って高い確実性をもって最終的に、図１(e)に示す状態、すなわち、ロータがタワー１より風下に配置され、すべてのブレード４ａ〜４ｃの前縁が風上を向いている待機姿勢を確保することができる。
ヨーブレーキは上述したヨー回転を許容する所定の制動値にされているから、風向きの変化に応じてナセル２がヨー軸周りに滑ってロータがタワーより風下に靡く。
【００３５】
暴風が生じている待機モード中、すべてのブレード４ａ〜４ｃは前縁から風を受けることとなり、フラッタの発生を避けブレード４ａ〜４ｃに負荷される荷重を低減することができる。
以上のように本実施形態の水平軸風車によれば、ナセル２が風力によりヨー回転しロータをタワー１より風下に靡かせるから、ヨー駆動手段が機能していなくともロータ及びブレード後縁が風下に靡く待機形態を確保でき、この待機形態によりブレード後縁から暴風を避けてフラッタの発生を低減し、ひいてはブレードその他の暴風時設計荷重を低減することができる。
【００３６】
ロータが風下に靡く待機形態となるので、風向きが変化した場合であっても、ロータが常に風下側に位置するようにナセル２がヨー回転するため、ブレード４ａ〜４ｃやタワー１に作用する荷重を逃がしながら負荷を軽減することができる。したがって、例えば、台風などの暴風時においても、水平軸風車の姿勢維持のための特別な制御手段を要することなく、常にロータがタワー１の風下側に配置され、風によって受ける荷重を最小に抑えることができる。さらに、これによって水平軸風車の設計強度を大幅に緩和することができ、設計の自由度を高めることができ、コストの軽減を図ることができる。
【００３７】
また、本実施形態の水平軸風車によれば、例えば、台風などの暴風時に、まず、すべてのブレード４ａ〜４ｃのピッチ角をフェザーの状態にすることにより、各ブレード４ａ〜４ｃに作用する風による抗力を低減することができる。その結果、ブレード４ａ〜４ｃおよびタワー１に作用する荷重を低減することができる。
【００３８】
また、独立ピッチ制御装置１２によってフェザーにした各ブレード４ａ〜４ｃのピッチ角を１枚ずつ順次反転フェザーにするため、すべての翼を同時に反転させる場合に比べて、ブレード４ａ〜４ｃおよびタワー１に作用する荷重の増加を最小限に抑えることができる。その結果、ブレード４ａ〜４ｃに過度の抗力および揚力が発生することを防止することができ、ロータが過回転になることを効果的に防止することができる。
【実施例】
【００３９】
翼の大型化を想定し待機形態によるフラッタの発生等を検証するため、通常はフラッタの発生しない直径８０ｍ（２ＭＷ相当）の風車について、翼剛性を大幅に低下させたモデルＡ，Ｂ，Ｃを作成した。モデルＡ，Ｂ，Ｃの条件及び待機姿勢を図３に示す表中に記載した。
モデルＡ，Ｂ，Ｃのそれぞれに対し、図４に示す風況下でのナセル方位角（図５）、ロータ回転速度（図６）、翼捩れ変位（図７）、翼根フラップ曲げ（図８）、翼根トルク（図９）、ヨートルク（図１０）、ヨー水平力（図１１）を解析し、グラフ出力した。また、解析結果の要点、分布範囲、評価付けを図３に示す表中に記載した。
【００４０】
図３に示す表中にも記載するように、モデルＡは、従来技術２の待機形態に該当する。モデルＢは、従来技術３及び５の待機形態に該当する。モデルＣは、本発明実施例の待機形態であり、従来技術４の待機形態もこれに該当する。
【００４１】
本発明実施例の待機形態であるモデルＣは、翼のフラップ曲げ/捩りならびにヨー水平力について良好な荷重軽減効果がある。また、ヨートルクに関しても、通常のアップウィンド機（モデルＡ）と比較して大幅に改善している。以下に一項目ずつ評価を試みる。
【００４２】
(１）ナセル方位角（図５参照）
基本的にヨーを滑らせるモデルＢ，Ｃでは風向に追従している。後縁が風上を向くモデルＢでは、前半部（０〜１５０[sec]）で翼の振動があり、ヨーもこれに振られている。
【００４３】
（２）回転速度（図６参照）
ヨーを滑らせるモデルＢ，Ｃでは基本的にロータはゆっくり遊転しているが、後縁が風上に向くモデＢでは、前半部（０〜１５０[sec]）で翼の振動があり、ロータもこれに振られている。
【００４４】
（３）翼捩り変位（図７参照）
翼根トルクとほぼ同様の評価が当てはまる。
（４）翼根フラップ曲げ（図８参照）
全般に、ロータ回転に伴う荷重の揺動がある。モデルＢの前半部（０〜１５０[sec]）は短い周期で振動する。
【００４５】
（５）翼根トルク（図９参照）
全般に、ロータ回転に伴う荷重の揺動がある。モデルＢの前半部（０〜１５０[sec]）やモデルＡの２００sec付近など、ロータ後縁から暴風を受けている場合に大きなトルクが発生している。通常、ピッチ機構が捩り戻されることは安全上許容できないので、ピッチ機構並びにブレードの構造はこれに耐えるものとする必要がある。
【００４６】
（６）ヨートルク（図１０参照）
ヨーを滑らせるモデルＢ，Ｃの場合、ヨートルクの振幅は小さく制限され、これを逸脱する場合には、ヨーが滑ることにより荷重を逃がす。モデルＢ，Ｃでは、ヨー保持のモデルＡの場合と比較して大幅に荷重が低減している。
【００４７】
（７）ヨー水平力（図１１参照）
ヨー水平力はタワーと基礎の設計に大きく寄与する。ヨーを滑らせるモデルＢ，Ｃでは基本的に荷重を低減する傾向であるが、後縁から風を受けるモデルＢでは大きな振動が発生し、逆に荷重を増やしている。この逆転傾向は、翼剛性が著しく低いときに見られる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明一実施形態のアップウィンド型水平軸風車を上から見た平面図である。
【図２】本発明一実施形態のアップウィンド型水平軸風車に搭載される制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明又は従来技術の待機形態に係るモデルＡ，Ｂ，Ｃの条件及び解析結果を記載した表である。
【図４】解析の条件に係る風況を示すグラフである。
【図５】ナセル方位角の解析結果を示すグラフである。
【図６】ロータ回転速度の解析結果を示すグラフである。
【図７】翼捩れ変位の解析結果を示すグラフである。
【図８】翼根フラップ曲げの解析結果を示すグラフである。
【図９】翼根トルクの解析結果を示すグラフである。
【図１０】ヨートルクの解析結果を示すグラフである。
【図１１】ヨー水平力の解析結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１  タワー
２  ナセル
３  ハブ
４ａ，４ｂ，４ｃ  ブレード
【図１】
2006336505.tif 000003
【図２】
2006336505.tif 000004
【図３】
2006336505.tif 000005
【図４】
2006336505.tif 000006
【図５】
2006336505.tif 000007
【図６】
2006336505.tif 000008
【図７】
2006336505.tif 000009
【図８】
2006336505.tif 000010
【図９】
2006336505.tif 000011
【図１０】
2006336505.tif 000012
【図１１】
2006336505.tif 000013