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先端速度の傾向

先端速度がスケールによって変化する基本的な理由はない。 しかし、陸上のタービンの場合、音響放射の規制は先端速度のべき乗関数として増加するため、先端速度が制限されることがよくあります。 特に、固定速度のタービンが主流である場合は、この傾向が強い。 可変速風力タービンは運用の柔軟性が高く、高い定格速度の恩恵を受けながら、騒音に敏感な地域では(夜間など)速度を落として運用することができます。 先端速度を高くすると、所定の出力電力に対してドライブトレインのトルクが減少するため、ドライブトレインの質量とコストが減少するという利点もあります。

図 3.21: 先端速度の傾向

Figure 3.21 Tip speed trends, source Garrad Hassan

Source: Garrad Hassan

オフショアでは、先端速度が高くなると、音響放射レベルに対する制約が少なくなり、明らかな潜在的利益があります。 しかし、先端速度を上げると、(最適化されたローター設計では)ブレードの固さが低下し、ブレードはより柔軟になる傾向があります。 これはシステム負荷には有利ですが,極端な負荷条件下でブレード先端の十分なタワークリアランスを確保し,好ましい風上姿勢を維持するには問題があります. 設計先端速度のリストデータ(図3.21)は、データに大きなばらつきがあるものの、規模が大きくなるにつれて増加することを示している。 現在の上限は約90m/sであるが、タワートップの質量を制限するために、超大型洋上タービンは80m/sをはるかに下回る設計先端速度を採用しないことも明らかである