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

2021 Fiscal Year Research-status Report

• 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, 准教授 (90775793)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: 同調回転慣性質量トランスデューサー / イナーター / 波力発電

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者はこれまで、地震動のような外乱を受ける建築・土木構造物の制振装置として研究・開発を行っている同調回転慣性質量トランスデューサーを応用した波力発電装置を提案している。本研究を通して、その有効性を数値解析シミュレーションと小型模型を用いた水槽実験により実証しており、さらに、回転慣性質量を可変化することで海洋波の周期の変化に対しても柔軟に発電効率を最適に保つことが出来ることを実証してきている。
当該年度では、前年度までに開発を行っていたこの同調回転慣性質量機構つきの波力発電装置の浮体式洋上風車への応用に取り組んだ。日本の近海のような遠浅の海域が少ない地域においては、洋上風車は欧州等で導入が進んでいる海底に固定する着床式ではなく、海上に浮かべる浮体式の方が望ましいが、波や風により大きく振動してしまう欠点が指摘されている。また、非常用電源として、風力発電を補完出来るエネルギー源も求められている。そこで、振動を低減出来る制振機能と波力発電機能をもつ、研究代表者らが開発を行うこの同調回転慣性質量機構つきの波力発電装置を浮体式の洋上風車に取り付け、その制振性能と発電効率の検証をWEC-Simと呼ばれる稼働物体型の波力発電装置の数値解析ソフトウェアを用いて行った。また、原理検証のため、小型模型を作成し、水槽実験も実施、良好な結果を得ている。今後はさらにモーターと回転慣性質量の制御アルゴリズムの実装も行いその有効性を検証していく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染拡大防止のため、数値解析シミュレーション中心になってしまい、実験の実施は少し遅れが見られた。

Strategy for Future Research Activity

今後は実験試験体の大型化とモデル予測制御のような制御アルゴリズムの実装に取り組み、水槽実験によりさらなる発電効率の向上を実証する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染拡大防止のため、実験を伴う研究にやや遅れが見られた。また、浮体式洋上風車という新たな応用先に取り組み、研究の重点が数値解析シミュレーションに置かれることなった。現在、次年度以降の実験を計画中であり、予定通り予算を使用出来ると考えられる。