2016 Fiscal Year Research-status Report
浮体式/フラップ式波力発電装置をめぐる不規則波浪の変形モデル
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15K18119
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
猿渡 亜由未 北海道大学, 工学研究院, 助教 (00563876)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 波力発電 / 波浪スペクトル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初の予定では今年度はフラップ式波力発電装置に対する不規則波スペクトルの変化の特徴について調査を行う予定であったが，前年度の研究との連続性から，浮体式振動水柱波力発電装置への波の入射現象に伴うエネルギー収支について，より詳細な研究を行った．発電装置内の空気チャンバー内における気体の熱力学的変化を考慮して，チャンバー上部の空気孔を出入りする空気ジェットのエネルギーを，周囲の気温，気圧，密度，入射波の周期と波高，振動流装置の諸元などを入力パラメータとして算定する方法を提案した．本方法に基き，入射波エネルギーから気流エネルギーへの変換率を算定すると共に，その波浪条件による変化につて調査した．また，装置全面における流れ場の剥離や空気チャンバー内の渦の発生などによると言われているエネルギーロスについても，入射波の条件に対する発生量の違いを比較検討した．更に，浮体式振動水柱波力発電装置周辺の波浪スペクトル変化について特徴化を行った．本研究の水理実験結果にもとづき入射波スペクトルの角周波数ごとの透過率，反射率を与えるための簡易的なスペクトル変形モデルを構築すると共に，浅海波浪推算モデルへの適用例を提示した．これにより，装置背後における波エネルギーの減衰と，波浪の回折効果により表れる装置背後のエネルギーの回復を予想し得る．本手法を複数の発電装置を一カ所で運用する場合の配置の最適化等に応用することが可能であり，今後より実用的なモデルとするためには更に多くの条件での波浪スペクトルの変化の特徴について調べると共に，モデルの適用性についての更なる検討が必要となる．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の計画とは異なるものの，当初研究の最終年度に行う予定であった波力発電装置周りにおける波浪スペクトル変形モデルの提案と，その波浪推算モデルへの適用を本年度行うことができた．今後，発電装置周辺における波浪場の波浪推算モデルによる予測結果の妥当性についてより詳細に検討を行っていく必要がある．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は波浪スペクトル変形モデルの提案とその波浪推算モデルへの適用を行ったが，その妥当性についてより詳細に検討を行う必要がある．また，学会等においてこれまでの成果の発表と他研究者との議論を重ねる中で，今後我が国で波力発電を実現するためには，荒天時の高波に対しロバストで，且つ砂や海面を漂うゴミなどに対するメンテナンス性が良い装置の開発が不可欠であるという課題が見えてきた．今後は我が国の諸条件により適した発電装置の形態の再検討についても併せて行っていく必要性があると考えられる．
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| Causes of Carryover |
適正に使用したが，2万円以下の未使用金が端数として残った．次年度の研究費として適正に使用する予定である．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度までの研究成果を踏まえ，当初の予定通り異なるタイプの波力発電装置に対するなろうスペクトルの変形の特徴について調査を行う予定である．その為に行う水理実験の準備のために適正に使用する予定である．
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