【目的】優れた剛性と安定性を持つ風力発電混合タワー構造は、低風速地域における風力発電機の重要な支持構造となっている。しかし、混合タワー構造の施工は複雑であり、タワーの段差や構造接着剤の欠如など欠陥が頻発し、タワー構造の安全性を著しく脅かし、風力発電プロジェクトの全体的な信頼性と経済性に影響を与えるため、安全な施工と効率的な運用の指導が急務である。【方法】ある風力発電所の4.2MW事故風車の混合タワー構造を研究対象とし、有限要素解析ソフトウェアABAQUSを用いて、複数の欠陥を持つタワー構造の詳細な有限要素モデルを構築し、段差、接着剤欠落、受け板の過高、鋼より線の緩みなど複数の潜在的リスク因子がタワー構造の力学性能に与える影響メカニズムを体系的に分析し、対応する工学的提案を行った。【結果】コンクリートタワー間の受け板の過高さや構造接着剤の不適切な施工はタワー構造の安全性を著しく低下させるため、施工過程の品質管理を強化する必要がある。コンクリート強度不足や鋼より線の緩みはタワー構造の安全性に大きな影響を与えるため、施工時には安全マージンを確保すべきである。コンクリートタワー間の小さな段差はタワー構造の力学性能に一定の影響を及ぼす。上記の研究成果に基づき、的確な工学的最適化提案を行った。

風力発電;混合タワー構造;有限要素解析;施工欠陥;構造安全性