波エネルギーを利用した新たな発電技術の確立ー磁歪材振動発電デバイスの発展的活用ー

• Project/Area Number: 16K06504
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Hydraulic engineering
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 斎藤 武久 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (40242531)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上野 敏幸 金沢大学, 電子情報通信学系, 准教授 (30338256)
• Project Period (FY): 2016-10-21 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2016: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
• Keywords: 波エネルギー / 波力発電 / 磁歪材料 / 振動発電

Outline of Annual Research Achievements

本研究では，以下の５つの項目，１）実際の海象条件を対象とした発電効率の検討，２）片持ち梁形式振動発電デバイスの改良，３）沖合域に限らず振動発電デバイスを港湾施設に併設した場合の発電効率の検討，４）衝撃的な砕波をともなう沿岸域での発電の可能性と発電効率の検討，５）最適な振動発電デバイスの設置位置の検討　を研究の目的・目標とし，その実現に向けて，平成２８年度に上記の１）および２）平成２９年度に３）および４），平成３０年度に５）を達成することを計画した．１）および２）を対象とした平成２８年度の研究成果は，１）に対しては，実海象を対象とした場合の波の不規則性に関して規則波をベースに等価解析が可能であることを確認している．また，２）では，振動発電による発電量は振動デバイス内の磁歪素子の共振振動の継続時間に比例するため，この継続時間を伸ばすことが重要となる．これに関して，音叉型のデバイスを新たに開発し，共振振動の継続時間を格段に伸ばすことに成功している．さらに，３）として港湾施設に併設し，施設前面での波の上下運動による波力を外力とする振動発電デバイスを用いた実験を実施し，従来値の20倍を超える発電に成功しいる．この際，実海象も対象として潮位変動を考慮した実験を実施しており，実験で対象とした潮位条件に応じた発電特性を明らかにしている．平成２９年度の研究成果は３）において得られた実験結果を体系的に整理し，潮位条件に加えて波の不規則性および波高変化に対する発電特性を明らかにした．さらに４）ではサイズの異なる発電デバイスを用いた実験により衝撃砕波力による発電を確認している．平成３０年度では，５）では岸沖方向に一定として評価されている現在の日本周辺の波エネルギー密度について高解像度の波浪推算を行いデバイスの最適な設置条件を検討する予定であったが，研究代表者の病気休職によって実現は見送られている．

Research Products

• [Journal Article] Mitigation effects of onshore perforated barriers on inundation and forces induced by tsunami and tsunami-driven objects Ocean Engineeri (2018)
  • Author(s): Shinya Umeda,Takehisa Saitoh and Hiroko Furumichi
  • Journal Title: Ocean Engineering Volume: 152 Pages: 88-89
  • DOI: 10.1016/j.oceaneng.2018.01.051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] WAVE PREDICTION BY NEURAL NETWORK USING ATMOSPHERIC PRESSURE AND WIND SPEEDS (2018)
  • Author(s): Tracey H. A. TOM, 間瀬 肇, 池本 藍, 斎藤 武久, 川崎 浩司, 武田 将英
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B2 (Coastal Engineering) Volume: 74 Issue: 2 Pages: I_691-I_696
  • DOI: 10.2208/kaigan.74.I_691
  • NAID: 130007504126
  • ISSN: 1883-8944, 1884-2399
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] EXPERIMENTAL STUDY ON HYDRAULIC PERFORMANCE OF A POROUS BARRIER MOUNTED ON A BREAKWATER AGAINST TSUNAMI (2018)
  • Author(s): 三井 順, 久保田 真一, 松本 朗, 小山 裕文, 古路 裕子, 中口 彰人, 楳田 真也, 斎藤 武久
  • Journal Title: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B3 (Ocean Engineering) Volume: 74 Issue: 2 Pages: I_151-I_156
  • DOI: 10.2208/jscejoe.74.I_151
  • NAID: 130007482335
  • ISSN: 2185-4688
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 磁歪式振動発電デバイスを用いた海岸・港湾施設前面波浪エネルギーの利用に関する研究 (2016)
  • Author(s): 斎藤武久・我妻純平・上野敏幸・西本聖史
  • Journal Title: 土木学会論文集B2（海岸工学） Volume: Vol.72，No.2
  • NAID: 130005282218
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 衝撃砕波力作用時における磁歪式振動発電デバイスの発電特性 (2018)
  • Author(s): 岩倉浩土
  • Organizer: 土木学会中部支部
• [Presentation] 衝撃砕波力作用時における磁歪式振動発電デバイスの発電特性 (2018)
  • Author(s): 岩倉浩土，松井良允，斎藤武久
  • Organizer: 平成２９年度土木学会中部支部研究発表会
• [Presentation] 磁歪式振動発電デバイスへの衝撃砕波力の活用に関する一考察 (2017)
  • Author(s): 松井良允, 斎藤武久 ,上野敏幸
  • Organizer: 土木学会中部支部平成12年度研究発表会
  • Place of Presentation: 金沢大学（金沢市）