2016 Fiscal Year Research-status Report
潮流発電技術を応用した農業用水路に設置の小水力発電システムによる地域再生の実現
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15K07656
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| Research Institution | Oshima National College of Maritime Technology |
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Principal Investigator |
北風 裕教 大島商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70342558)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 小水力発電 / ダリウス翼 / サボニウス翼 / 潮流発電 / 農業用水路 / 地域再生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
潮流発電システムを農業用水路に活用して電気の安定供給を実現することで過疎化、少子高齢化地域において夜間でも無料でLED電灯を灯すことのできる環境を整えることを最終目的とする。過疎化地域における道路の暗闇問題を解決し、安心して生活を送ることができる生活基盤を整えるユニバーサルデザインの仕組みを確立させる。
28年度は、小水力発電の多段型水車の翼形状について3Dプリンターを用いてABS樹脂で開発する。これまでの混合型水車のダリウス翼のモデルはNACAモデルを利用してきたために、流速が低速流れの場合においては回転が止まる問題があった。逆に流速が速くなった際には、サボニウス翼が抵抗となりトルクを下げる結果となっている。この問題を解決させるために、サボニウス翼の機能を合わせ持つダリウス翼の設計を行い、水車部のトルクの向上を目指す。翼の開発については、本校の回流水槽実験装置を用いて流速上昇および下降時の回転数、トルク、発電量などの計測を実施し、最適なモデルを絞り込む。回流水槽における実験後には、初年度に候補に挙げた河川や農業用水路において実験を行い、定常流れとの比較実験を実施する。LED電灯用のバッテリーに日中は充電を行い、少なくとも夜間（18時～22時）の4時間程度はLEDが点灯することを目標にしてシステム開発を進める。昨年度に引き続き、本校技術専門職員の本庄孝光氏、堀義則氏、砂田智裕氏の3名を研究協力者とし、システムの性能向上および商品化などの実現を目指す。さらにこの技術を確立させ、農業用水路の側溝に発電システムが設置されたユニット型側溝を設計して、多数ユニットの連結構造による発電システムについて検討する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
28年度は、ダリウス翼にサボニウス翼の形状を併せ持つ構造を開発し、回流水槽実験装置において、流速に対するトルクの大きさについて測定を行った。また、改良した新型翼に適した基盤と翼の取り付け配置について検討し、山口県の2級河川（山口県大島郡の三蒲川）において発電実験を行う段階まで研究を進めた。実環境では、渦の影響が大きく流速や流量も不安定であり、やはり新型翼の回転においてトルクを抑制する力が存在する可能性が示唆された。本体を固定設置する器具の開発を行い、流量の確保も実現しているが、若干の傾斜による抵抗の影響が大きいことが明らかとなり、傾きの改善を実施したため、やや遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度は、新型翼の調整を実施するとともに、ユニット型側溝の設計を進める。LED電灯用のバッテリーに，日中は充電を行い，少なくとも夜間（18時～22時）の4時間程度はLEDが点灯すること実現し、三蒲川での設置実験を繰り返す。実験で明らかとなる問題に対して、改善策を検討することを繰り返して実システムとしての有効性の向上を目指す。
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| Causes of Carryover |
28年度に予定していた学会発表日に別の仕事の出張が入ってしまい、参加することができずに近隣の学会へ変更したことと、当初予定した河川で実験補助を依頼していた方が急遽転勤されて予定の実験が実施できなくなってしまったため次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
29年度に行えなかった実験に対して早急に適任者を探し実験を実施すると同時に、成果発表のための論文構成、論文投稿に使用する予定である。
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