流体振動式発電装置の研究

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19760584
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: 百留 忠洋 Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, 海洋工学センター, 技術研究主任 (90359133)
• Keywords: 流体力 / ファラデーの電磁誘導の法則 / 振動式発電 / 水中航走体

Research Abstract

海洋において,海底地震の発生予測及び解析研究,海底資源探査等の海洋地質学の研究,地球温暖化の原因究明等の地球海洋環境問題に関する研究,海洋生態学の研究等は,研究のために必要となるデータの取得範囲が広大である上に,長期間にわたる定期的・継続的な調査を必要とする。しかしながら,船舶によるデータ収集は人員を多く要する上に,天候に左右され荒天時は調査が困難になる。このため効率良く海洋調査ができるよう無人の観測システム(無人探査機,観測ブイ,海底ステーション等)が多く開発され上記の研究に必要な海洋データ収集に資してきた。これらの無人観測システムを,長時間稼動させるためには動力システムの開発が重要な技術課題であり,持続して先進的な開発が行われてきた。
本研究では,海洋の潮流や相対速度により生じる流体エネルギーを利用した発電装置に関する研究を行う。流れ場中の円柱等が流体の糟性や擾乱により流れにより振動する特性と,コイル中の磁力線が変化すると電圧が生じるファラデーの電磁誘導の法則を組み合わせた,流体振動式発電装置についての試算を行った。その結果,磁性体振動子とコイルを使用することで流れ場での発電が可能であることがわかった。また,水中航走体の航走中の前進方向の微振動(数Hz)であっても発電が可能であることを確認し目標を達成した。
1)文献調査および試算・検討により,相対速度により生じる流体エネルギーを利用して発電することが可能であることが確認できた。
2)水中航走体の巡航時の一定速度の状態を数値解析して,前後方向の加速度運動に周期的な振動が生じることを見出し,振動式発電装置のための仕様を設定した。
3)水中での振動式発電装置の実験を行うためのミニ回流水槽の製作準備を行った。