2022 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a smart wave energy converter with tuned variable inertial mass
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18K18908
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
浅井 健彦 筑波大学, システム情報系, 准教授 (90775793)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| 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 / 浮体式洋上風車 |
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| 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。
本研究では、本装置のさらなる可能性を探るために、これ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。
最終年度は、さらにモーターと可変型回転慣性質量を一般的な制御理論だけではなく、深層強化学習を用いて制御する手法の構築にも取り組み、数値解析シミュレーションにより良好な結果を得ることが出来た。今後は実験装置にも実装していく予定である。
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