2020 Fiscal Year Annual Research Report
Research on practical choice of control forces' parameter for drawing out the power potential of WEC array in irregular waves
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18K04581
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
村井 基彦 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 准教授 (60292893)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 浮体式波浪発電 / PA-WEC / 制御力 / 波浪発電最大化 / 不規則波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
過去の研究では単機のPA-WECにおける適切な制御力は，規則波中においては線形理論の範囲内で解析的に求められることが示されている．本研究課題では発電機の制御力成分を取り込んだ上で，運動方程式との連成から制御力の最適化を検討し，複数のPA-WECの相互干渉と銅損を考慮した最適な制御力係数を数値的に求める手法を提案した．
初年度～2年度においては主に複数のPA-WECの規則波中問題について解析的検討を行い下記の知見を見出した。「複数PA-WECにおける波干渉を踏まえた最適制御力の決定手法」「複数PA-WECの発電期待値を最大化する配置は，適切な浮体間距離で等間隔により多くの浮体を波向きに対して直角になるような列配置が良いこと」「浮体数を増やしていくと，一機当たりの発電期待値は増加するが，おおよそ10機以上並べれば無限列に近い干渉による増加効果が得られること」「一機当たりの発電期待値が最大値となる浮体間距離は浮体数ではなく主に波長に依存すること」「PA-WECの配置の等間隔性に対する感度は決して高くなく，最適な浮体間距離に対して，極端に近接しない距離を保っていれば，浮体間距離にばらつきのある不規則な配置でも最大の発電期待値に対して発電期待値を著しく減少させないこと」
更に2年度～最終年度においては、周波数領域問題だけでなく，時間領域問題についても不規則波スペクトル下での発電量を最大化できる制御力について検討を行い下記の知見を得た。「不規則波中の時系列問題について発電量を最大化できる制御力の決定法に解析的な解法を初めて示し、その値が波スペクトルから推定される最大期待値と一致すること」「その理論に基づいた数値計算を通してその理論の有効であること」
また、当初の計画には無かった最適制御力を教師データとするＡＩモデルによる制御力決定についても検討を行い、その可能性を示した。
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