ディフレクターとプラズマアクチュエーターの革新的な組み合わせによる垂直軸風力発電機の性能向上

垂直軸風力発電機（VAWT）は、特に都市部で風エネルギーを収穫するための効率的なツールですが、動的スタルや負トルクによる空力損失がその効率を低下させます。そのため、VAWTに対して流れ制御方法を使用する必要があります。本研究では、二次元のVAWTを数値モデル化し、シミュレーションを行いました。次に、VAWTの性能を向上させるために新しい複合アクチュエーターを提案しました。この新しい複合アクチュエーターは、プラズマアクチュエーターとディフレクタープレートをそれぞれ能動的および受動的アクチュエーターとして含んでいました。まず、最適なディフレクターの角度と距離を特定するために16ケースを検討しました。最良のケースでは、角度45°、半径比3.3のディフレクターが、オープンローターと比較して出力係数を13.37%増加させました。次に、ディフレクターとプラズマアクチュエーターの同時使用の効果を調査しました。結果は、方位角55°から145°の間でプラズマアクチュエーターを活性化させることで、オープンローターと比較して出力係数が45.68%増加したことを示しました。アクチュエーターによって消費されるエネルギーを考慮すると、VAWTが回転サイクルごとに生産する正味エネルギーはオープンローターと比較して26.72%増加しました。