2019 Fiscal Year Research-status Report

可変型同調回転慣性質量機構をもつスマート波力発電装置の開発

Research Project

Project/Area Number	18K18908
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	浅井健彦筑波大学, システム情報系, 助教 (90775793)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords	波力発電装置 / 同調回転慣性質量機構
Outline of Annual Research Achievements	近年、建築・土木構造分野において、地震動を受け振動する構造物の振動エネルギーを効率的に吸収出来る制振装置として注目を集めている同調回転慣性質量機構を波力発電装置に応用し、従来の装置と比較して大きく発電効率を向上させることが可能となる波力発電装置を提案した。同調回転慣性質量機構は回転慣性質量効果を利用することで比較的小さい質量で大きな慣性質量効果を発生させ、その慣性質量をバネを介して振動する浮体と接続する。適切に慣性質量値とバネ定数を設定することで共振効果を発生させ、モーターの回転効率を大きく向上させることが可能となる。令和元年度は提案する装置の縮小型の模型を作成し、筑波大学アイソトープ環境動態研究センターが保有する二次元造波水路を用いた水槽実験も行い、装置の有効性を実証した。ここでは浮体そのものが波の卓越周期と共振する場合としない場合の二通りの浮体を作成し、実験を行った。両方の場合において提案する機構を用いることで、従来の波力発電装置と比較し、発電効率を飛躍的に向上させることが出来ることを実験により確認することが出来た。また、令和元年度は並行して、浮体と水面下に沈めた没水体からなるtwo-bodyタイプの波力発電装置にも提案する機構を応用し、波力解析ソフトウェアWAMITを用いた数値解析シミュレーションを行い、提案する機構により従来の装置と比較し発電効率を大きく向上させることが可能となることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 特に想定外のトラブルもほとんど発生しなかったため、当初の予定通り進展している。学内の二次元造波水路を無償で使用出来たため、水槽実験も計画通りに実施出来た。
Strategy for Future Research Activity	今後はさらなる発電効率の向上を目指し、モデル予測制御を提案する装置に実装していくことを目指す。
Causes of Carryover	水槽実験の実施の際に筑波大学アイソトープ環境動体研究センターが保有する二次元造波水路を無償で使用することが出来、当初の予定より実験費用を節約することが出来た。次年度はより大きな試験体を作成し、学外の実験水槽において実験を実施する予定であるので、試験体制作費、水槽使用料として主に助成金を使用予定である。