Research on Improvement of Generating Efficiency in a Floating Pendulum Wave Energy Converter

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K06909
• Research Institution: Saga University
• Principal Investigator: 村上 天元 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90611278)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永田 修一 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30404205) ; 今井 康貴 佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90284231)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 波力発電 / 振り子式 / 油圧 / Power take-offシステム / 渦法

Outline of Annual Research Achievements

浮体型振り子式波力発電装置に搭載する動力取り出し装置の設計には，まず，油圧回路を構成する機器の選定が必要であり，油圧回路最適化には多種多様な機器を用いたシミュレーションを行う必要がある．
平成28年度は，油圧式Power take-offシステムを用いた陸上実験を実施した．ここで試作した油圧式Power take-offシステムは，ACサーボモータ，ラジアルピストンポンプ，油圧ブリッジ回路，アキシャルピストンポンプ，発電機および電気抵抗器で構成される．このシステムは，まず，波を模擬した電圧信号によってACサーボモータが振り子軸を強制回転させて，振り子軸の回転により高圧油がラジアルピストンポンプから油圧ブリッジ回路を経て，アキシャルピストンポンプへと送られる．なお，ラジアルピストンポンプと油圧ブリッジ回路との間の油の流れは振り子軸の正転・逆転に伴って往復流となるが，この往復流は油圧ブリッジ回路で一方向流れとなり，油圧ブリッジ回路から送り出された油がアキシャルピストンポンプおよび発電機を一方向回転させる．この油圧システムを使って，種々の波を想定した実験を行い，基本性能を把握した．
平成29年度以降は，流体の粘性による影響を評価するために渦法を用いた数値解析コードを開発した．渦法は流場の連続的な渦度分布を多数の微小渦要素によって離散的に表し，渦度方程式を数値的に解く方法で，渦要素の移動と拡散の時間的変化を計算するものである．本研究では，渦の発生によるエネルギー損失を正確に考慮することで，既往のポテンシャル理論と境界要素法をベースとした数値解析コードの精度向上を試みた．