2022 Fiscal Year Annual Research Report

浮体型波力発電装置のハイブリッド発電シミュレーションに関する研究

Research Project

Project/Area Number	20K04942
Research Institution	Saga University
Principal Investigator	今井康貴佐賀大学, 海洋エネルギー研究所, 准教授 (90284231)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	永田修一佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 特任教授 (30404205) 石田茂資佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 教授 (30360712) 村上天元佐賀大学, 海洋エネルギー研究センター, 准教授 (90611278)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	波力発電 / 振動水柱 / BBDB / OWC
Outline of Annual Research Achievements	ＢＢＤＢを用いて，小さい波エネルギーにおいても発電可能なクロスフロータービン発電システムを製作し，水槽実験で発電性能を評価した．以下を明らかにした． ①タービン単体の動力変換性能：直線翼と円弧翼をもつクロスフロー風車３種類の定常流中における動力変換性能を調べた．円弧翼が最も効率が良かった．円弧翼と直線翼では動力変換効率の最高値はほぼ同じであるが，円弧翼は直線翼より高効率となる流速帯域が大きいことを示した． ②発電機性能：発電機の外部抵抗は，内部抵抗に近いほど発電電力が得られる．今回使用した発電機の内部抵抗は約１００Ωであった．外部抵抗を変えて発電機単体の発電試験を行い，今回の水槽実験条件においては１ｋΩを採用した． ③整流ダイオード性能：　外部抵抗の値が内部抵抗の値に近くなるほど，整流前の値に近いデータを得た．本実験で使用した外部抵抗１ｋΩでは約２５％まで電圧が降下した．今後，整流ダイオードを検討する． ④発電実験：直径３０ｃｍ，　４５ｃｍ，　６０ｃｍの円弧翼タービンとＢＢＤＢを組み合わせて発電実験を実施した．直径４５０ｍｍタービン，入射波波長λ／全長Ｌ＝３．０の場合に，最大発電効率１４％を得た．また，ハブがあると，ハブ無しの場合と比較して，発電効率が２５％することを示した．発電効率向上にはタービン下流側の空気流れが重要であることを明らかにした．今回クロスフロー風車は翼枚数を１２枚に固定したが，あくまでも風車としてクロスフローを使用するときの最適翼枚数のため，今後翼枚数を変化させて検討する必要がある．