2017 Fiscal Year Annual Research Report
Realization of regional regeneration by small hydroelectric power generator attached to the agriculture irrigation canal applied by tidal stream generator
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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 | マイクロ水力発電 / 潮流発電 / ダリウス翼 / サボニウス翼 / 自然エネルギ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、少子・高齢化の進む過疎化地域において、夜間の暗闇問題を解決するために、農業用水路や河川に設置のマイクロ水力発電システムの開発を試みた。システムは潮流発電システムの技術を応用して、安定した電力を得ることができる構造とした。
従来の多段混合型水車は、高速回転時にサボニウス翼の面が抵抗となり回転数が上昇しない問題があるが、ダリウス翼のみでは自起動性に乏しいために低速流れでは発電ができない状況であった。そこで、NACA0018 モデルのダリウス翼に大きな水受けの凹みを設ける新型翼の開発を行った。新型翼は、1 枚ではダリウス翼の様に安定した回転を得られなかったが、複数枚組み合わせることでダリウス翼の2 倍以上のトルクを得ることができるようになり、高速回転を可能にした。開発したシステムは、小型で重量が14.5kg と軽量である。チタン構造ではあるが価格が8 万円程度と安価に製作が可能なシンプルな構造をしている。また、維持費はバッテリーの交換程度であり 5年間で5 千円程度が必要となるが、それ以上は必要としない。100rpm の回転数があれば、トルクと回転数の関係から小型バッテリーへ充電が可能である構造となっている。発電システムが持ち運び可能なほどコンパクトであるため流速1.0m/s の河川において1 日の発電量がわずか数十Wh ではあるが、1 台の設置で8W のLED の街路灯を夜間に5時間以上灯すことが可能であり、日没後の高齢者の活動時間を十分にカバーすることを可能にした。
今後の課題として、サイズは若干大きくなるが、6 段構造で各段2 枚の翼の場合が理想値で最も安定したトルクが得られると推測できるので、実際に製作して発電量を確認したいと考える。また、新型翼よりもさらに効率的な翼を制作して、自然エネルギを効率よく活用できる仕組みを構築していきたいと考えている。
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