2023 Fiscal Year Annual Research Report
Control System for Hybrid System of OTEC and Desalination Considering Dynamics
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21K04110
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
松田 吉隆 佐賀大学, 海洋エネルギー研究所, 准教授 (00578429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 聡 佐賀大学, 理工学部, 教授 (20225650)
杉 剛直 佐賀大学, 理工学部, 教授 (00274580)
安永 健 佐賀大学, 海洋エネルギー研究所, 准教授 (50758076)
池上 康之 佐賀大学, 海洋エネルギー研究所, 教授 (80232172)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 海洋温度差発電 / 海水淡水化 / ハイブリッドシステム / 動特性 / 制御システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，再生可能エネルギーの有効利用促進が求められているが，その有効なエネルギー源のひとつに海洋温度差発電（OTEC）がある．一方，化石燃料を用いずに海水を蒸発させて淡水化するスプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化システムがある．本研究ではそれらを組み合わせて構成される，発電と造水を同時かつ環境にやさしく実現するハイブリッドシステムについて，その動特性を解明しつつ，その制御問題に挑戦する．令和5年度は，ハイブリッドシステムの制御問題に取り組んだ．温冷海水流量調節による発電量制御について，2つの流量を同時に調節するためのPI制御器の設計方法を提案し，数値シミュレーションを繰り返して制御器のパラメータをうまく設定すれば所望の制御性能を達成しうることを確認した．また，最も基本的なOTECプラントのサイクルであるランキンサイクルを用いたOTECプラントについて，海水ポンプ動力を考慮した正味発電量制御にも取り組み，温海水流量，作動流体流量，温海水流量＆作動流体流量をそれぞれ入力とする制御システムの設計方法を新たに提案した．一方，スプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化システムの制御について，バルブの動特性を考慮した状態空間モデルの構築およびオブザーバを用いた水位制御の手法を実機システムに適用してその有効性を確認した．関連する研究として，OTECプラントおよびそれと複合的な使用を目指しているスプレーフラッシュ蒸発式海水淡水化プラントは，その発電原理から海洋上や僻地が設置場所として考えられる．このことから，その遠隔監視・操作を実現するための研究として，本研究課題で構築したモデルを応用してハイブリッドサイクルを用いた海洋温度差発電プラントの遠隔監視システムの開発などに取り組んだ．以上の研究成果を，学会発表8件（国際学会2件）によって発表した．
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[Presentation] Power Generation Control of OTEC Plant Using Hybrid Cycle by Warm and Cold Seawater Flow Rate Regulation2023
Author(s)
Yoshitaka Matsuda, Ryo Izutsu, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takafumi Morisaki, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
Organizer
Proceedings of SICE Annual Conference 2023, Mie University, Tsu, Mie, JAPAN, September 6-9, 2023, pp. 1238-1241
Int'l Joint Research
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[Presentation] Net Power Generation Control of OTEC Plant Using Rankine Cycle with Seawater Pumps by Warm Seawater Flow Rate Regulation2023
Author(s)
Yoshitaka Matsuda, Ryo Izutsu, Takenao Sugi, Satoru Goto, Takafumi Morisaki, Takeshi Yasunaga and Yasuyuki Ikegami
Organizer
Preprints of the 22nd World Congress, The International Federation of Automatic Control, Yokohama, Japan, July 9-14, 2023, pp. 2515-2520 [Proceedings: IFAC PapersOnLine 56-2 (2023) pp. 2275-2280]
Int'l Joint Research
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