①「直線翼垂直軸型風力発電システム」の開発者

東海大学　関和市教授

1）主な論文・著書

「低レイノズル数で高性能を示す垂直軸風車用翼型開発研究」

「直線翼垂直軸型風力発電システムの性能及び応用」

「直線軸風車用翼型の空気力学的研究」

「直線翼垂直軸型風力発電/太陽光発電ハイブリッドシステム」

「風力発電システムローダブレードの空気力学的騒音低減に関する実験的研究」

「風速変動化の風車運用シミュレーション」

「ダウンウィンドローター風力発電システムの実験的研究」

「ここが知りたい風力発電Ｑ＆Ａ」出版

2）主な所属学会

「電気学会、日本機会学会、日本航空宇宙学会、日本電気設備学会、
日本流体力学、会日本太陽エネルギー学会、日本風力エネルギー学会」

3）専門

「応用空気力学、エネルゴー交換工学、環境工学、風力発電風車工学、風況特性」

4）研究テーマ

「風車の開発研究」「人力飛行機の開発研究」「風力発電システムの開発研究」
「風車の空力性能、空力騒音、流れに関する研究」
「次世代風力発電システムの開発研究」「構造物、走行対の最適形状の研究」
「自動車の空力研究」
長年に渉り「直線翼垂直軸型風力発電システム」を研究開発されております。
直線翼垂直軸型における日本の第一人者です。

②「直線翼垂直軸型風力発電システム」の主な特徴

1	風向きに関係なく発電できるので、年間発電量が大幅に増大致します
2	空力騒音、振動が非常に少ない
3	複数の発電機を直結し、モード運転によって年間発電量が増大致します
4	流体エネルギーを抽出するシステムの流速（水、風）、回転数、軸出力、変換出力、気象など
	全ての情報を監視することができ、双方での操作、制御が可能です
5	無指向のためジャイロスコピックな荷重を受けません
6	多段積が可能で地面からの高さによる、風速変動を受けません
7	風向きに対して無指向性のため、常に風向きが変わる日本の風況に適しております
8	垂直軸から直接出力をえられるため、機器の構成や設備、保守が簡単です
9	直接翼のため、量産加工が容易に出来ます
10	多段積みによって、設置スペースとの兼ね合いにより大型化が可能です
11	固定ピッチ方式であり、構造が極めて簡単です

③「直線翼垂直軸型風力発電システム」の性能

1）	通常のプロペラ型風力発電システムは、飛行機のプロペラ型推進機構の設計理論に基づく。一方、直線翼垂直型風力発電システムは同じ航空工学でも、飛行機の主翼の設計理論を活用する。風を受けた直線翼は、飛行機が主翼によって揚力（浮力）を得るのと同じメカニズムで揚力が発生し揚力に反発して内側に引っ張る力（翼を支持する力）の2つの力が合わさって、翼を前方に進める回転力が発生する。翼の形状を適切に設計すると、回転に抵抗する力の70～90倍の揚力が発生するので大きな回転力を得ることができる。こうした回転力を生み出すメカニズムの違いにより、直線翼垂直軸型はプロペラ型にはない、様々な特徴を備えているのです。





2）	プロペラ型は、風向きに対してプロペラ面が正対する場合に最も効率が高まります。このため風向きの変化に対して、プロペラ面をせいたいするように適宜方向を修正するが、どうしてもロスが生じてしまいます。垂直軸の場合は、無指向のためどの方向から風を受けても同じ効率で発電が可能です。東海大学の研究でプロペラ型と直線翼垂直軸型を受ける風を一定期間、同じ条件で測定致しました。この研究で直線翼垂直軸に加わる平均の風速は、プロペラ型の1.3倍に達しました。発電量は、風速の3乗に比例するので、理論的にはプロペラ型よりも約2.2倍の発電量を期待することが出来ます。