自動車走行が生むガストを資源とするエコ発電とそれによる高速道路設備への電力還元

利用行驶产生的阵风作为资源并将电力返回给高速公路设备的生态发电

基本信息

批准号：
16760372
负责人：
北川徹哉
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760372/
关键词：
ガスト自動車自然エネルギー交通発電高速道路風洞実験

项目摘要

本研究の目的は,自動車の高速交通が生むエネルギーを回収して高速道路施設の電力へ循環させ,電力負荷軽減に役立てることである.本年度においては,本研究において試作している自動車励起ガストエネルギー発電ユニットの発電量の応答予測手法を考案した.まず,これまでの屋外実験の結果から,本発電体の最大応答変位角を推定する関係式を求めた.この関係式では自動車の速度と無次元スケールを代入すると,本発電ユニットの最大応答変位角を推定できる.次に最大応答変位と最大発電電圧との関係式を屋外実験結果から求めた.推定された最大応答変位をこの式に代入して最大発電電圧を推定し,電力に変換した.この発電電力と自動車の走行速度,車間距離を用いて電力量を算出できる.この手法を用いて本発電ユニットの発電量をシミュレートした.無次元スケールが0.06の自動車が100km/hの速度,車間距離100mで走行すると仮定したところ,本発電ユニット単体の発電量は400Whと見込まれた.さらに本発電ユニットは単体で使用するのではなく,道路脇に複数並べて配置することを想定しているため,このケースについても発電量の予測を行った.全長2kmのトンネル内に本発電ユニットを一列に並べて設置することを想定すると,約7千台が設置可能である.この場合の総発電量を先に述べた自動車走行の条件の下で算出したところ,約2.8MWhと得られた.本発電ユニットの配置段数を高さ方向に増やす,あるいは両脇に設置するようにすれば,得られる総発電量はこれらに比例して増加する.

本研究的目的是回收高速车辆行驶产生的能量，并将其循环到高速公路设施的电力中，以帮助减轻电力负荷。我们设计了一种发电量的响应预测方法。首先，根据迄今为止的室外实验结果，我们确定了估算该发电单元最大响应位移角的关系式。将车速和无因次标度代入关系式中，即可估算出该发电单元的最大响应位移角。接下来，根据室外实验结果，找到最大响应位移与最大发电电压之间的关系式通过将最大响应位移代入该方程，估算出最大发电电压并将其转换为电力。可以使用该发电电力、车辆的行驶速度以及车辆之间的距离来计算电力的量。本研究采用这种方法对发电机组的发电量进行了模拟。假设一辆无因次尺度为0.06的汽车以100km/h的速度行驶，行驶距离为100m，则估算该发电机组单独的发电量为由于假设多个发电单元并排放置在路边，而不是单独使用，因此也会预测这种情况下的发电量。假设该发电机组安装在总长2公里的隧道中，大约可以安装7000台，计算结果约为2.8MWh。如果该发电机组的级数为高度方向增加，或者两侧安装，总发电量将成比例增加。