遺伝的アルゴリズムによる風車タワー最適化手法

摘要

風力発電システムは、経済性を追求して年々大型化している。 その中で、風車のコストの20～30％を占める風車タワーの低コスト化は、重要な技術課題である。 しかし、タワーの最適化は、多くの変数が相互干渉するため、離散変数の複雑な組合せ最適化問題となる。 これはタワーの変数間の相互干渉に留まらず、振動、空力弾性、空力、ならびに制御など、タワーと荷重の間の相互干渉にも及ぶ。 従って、タワーの最適化の過程で、これらの影響を考慮する必要がある。 タワーの設計は、各種設計標準により厳密に管理されているが、特に基本設計の段階では、各種設計条件変更にも、速やかに対応する必要があるため、設計の合理化は重要である。 以上のような状況を鑑み、各種設計条件、疲労／極限荷重、ならびに、強度、安定性（座屈）、耐久性などを考慮した風車タワー最適化手法を確立した。 更に、各種設計条件の影響を示すため、ケーススダディを実施した。