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2011 Fiscal Year Annual Research Report

柔軟発電体を用いた新しい海洋エネルギー発電装置の開発

Research Project

Project/Area Number 23360213
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

陸田 秀実  広島大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (80273126)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田中 義和  広島大学, 大学院・工学研究院, 助教 (00335704)
Keywords圧電素子 / 波浪発電 / 潮流発電 / 海洋エネルギー
Research Abstract

本研究は,安定性・安全性・環境面に優れ,あらゆる種類の海洋エネルギー(潮流・潮汐・波浪・砕波・渦など)を回収することが可能な新しいタイプの海洋エネルギー発電装置を提案・開発することを目的としている.そのコア技術は,申請者らが開発している高分子圧電フィルムと弾性素材からなる柔軟発電体である.ここでは,沖合の洋上風力発電施設とのハイブリッド化に適合した海洋エネルギー発電技術の開発を行う.また,既存の直立防波堤,潜堤(リーフ)・没水平板などの消波構造物に,上述の柔軟発電体を組み合わせた全く新しいタイプの発電装置の提案・開発も行う.
1.柔軟発電体の発電性能向上に向けた構造様式の基本設計
申請者が独自開発している柔軟発電体は,高分子圧電フィルムと弾性素材による積層構造によって,潮流・波エネルギー利用において発電効率10~15%程度の発電性能を達成している.ここでは,実海域において発電効率20%超を目指して,新たな積層構造の提案,各種の機能性樹脂材料の適用,各種海洋エネルギー条件による寸法の最適化を行った.その際,シート型やクロス型といったデバイスタイプも考案・開発し,カスタマイズ性と発電性の向上を図った.さらに,その基本的な構造機能特性の解明に関する実験を行い,起電力との関係を明らかにした.
2.水上浮体部と垂下部の運動性能と発電・蓄電性能に関する実験
項目1で明らかとなった基本設計に基づいて,海洋エネルギー発電ユニットの部分構造である水上浮体部・垂下部を個別に製作し,各種海洋エネルギー(波,潮流,渦など)に対する運動性能および発電性能を明らかにした.また,効率的な蓄電回路を設計・製作し,蓄電性能を明らかにした.さらに,水上浮体部および垂下部の運動は,高速ビデオカメラおよびレーザー変位計を用いて計測し,それの発電量との関係を明らかにした.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

柔軟発電体の発電性能向上に向けた構造様式の基本指針を明らかにし,海洋エネルギー発電装置の設計方針をとりまとめるに至った.また,海洋エネルギー発電装置の発電性能,運動性能,消波性能を明らかにした.蓄電回路については,種々の回路設計を行い,蓄電性能向上に向けた知見を得た.

Strategy for Future Research Activity

模型スケールをワンサイズ大きくしたものを試作し,発電性能を明らかにする.また,発電性能評価のための理論計算法を構築する.問題点は特になし.

  • Research Products

    (17 results)

All 2012 2011

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (7 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Journal Article] 弾性圧電デバイスを用いた風力エネルギー利用に関する研究2012

    • Author(s)
      宮城潤平, 陸田秀実, 土井康明, 田中義和
    • Journal Title

      日本機会学会論文集

      Volume: 特集号「環境工学の新展開(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Elastic Floating Unit with Piezoelectric Device for Harvesting Ocean Wave Energy2012

    • Author(s)
      H.Mutsuda, M.Hirata, R.Watanabe, Y.Doi, Y.Tanaka
    • Journal Title

      Proceedings of the ASME 31rd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Flexible Power Generation Device using Piezoelectric Film2012

    • Author(s)
      Tanaka, Y., K.Matsumura, H.Mutsuda
    • Journal Title

      Journal of Energy and Power Engineering

      Volume: ISSN1934-8975(印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 垂下式弾性浮体ユニット型海洋エネルギー発電方式の開発2011

    • Author(s)
      渡邉隆太, 陸田秀実, 平田真登, 土井康明, 田中義和, 柳原大輔
    • Journal Title

      日本船舶海洋工学論文集

      Volume: No.14 Pages: 151-158

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Experimental Study of a Submerged Power Generator that Uses flexible Power Generation Devices2011

    • Author(s)
      Yoshikazu Tanaka, Y.Michinaka, H.Mutsuda
    • Journal Title

      The 20th MAGDA Conference in Pacific Asia

      Pages: 524-529

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Experimental Study of Power Generation and Storage Using a Flexible Piezoelectric Device2011

    • Author(s)
      Tanaka, Y., K.Matsumura, H.Mutsuda
    • Journal Title

      Proc.of 15th International Symposium on Applied Electromagnetics and Mechanics

      Pages: 279-280

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Wave Power Generator Using Flexible Piezoelectric Device2011

    • Author(s)
      Hidemi MUTSUDA, Kenta KAWAKAMI, Masato HIRATA, Yasuaki DOI, Yoshikazu TANAKA
    • Journal Title

      Proceedings of the ASME 30th International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering

      Volume: (CD-R)

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 波力発電の最新動向と今後の展望2011

    • Author(s)
      陸田秀実
    • Organizer
      三井業際研究所技術部会エネルギーハーベスティング調査研究委員会
    • Place of Presentation
      広島(招待講演)
    • Year and Date
      2011-12-01
  • [Presentation] 柔軟発電素材を用いた環境発電(エネルギー・ハーベスト)2011

    • Author(s)
      陸田秀実
    • Organizer
      東広島市産学官連携推進協議会
    • Place of Presentation
      広島(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-28
  • [Presentation] 次世代の環境・革新的新エネルギー技術,題目:弾性圧電素材を用いた流力振動型発電技術に関する研究2011

    • Author(s)
      陸田秀実
    • Organizer
      (社)化学工学会
    • Place of Presentation
      広島(招待講演)
    • Year and Date
      2011-11-18
  • [Presentation] 垂下式弾性浮体ユニット型海洋エネルギー発電方式に関する研究2011

    • Author(s)
      渡邉隆太, 陸田秀実, 平田真登, 土井康明, 田中義和, 柳原大輔
    • Organizer
      日本船舶海洋工学会秋季講演会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2011-11-01
  • [Presentation] 弾性圧電デバイスを用いた風力エネルギー利用技術の開発2011

    • Author(s)
      宮城潤平, 陸田秀実, 土井康明, 田中義和
    • Organizer
      第21回環境工学総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2011-06-30
  • [Presentation] 圧電フィルムを用いた柔軟発電デバイスの応用に関する研究2011

    • Author(s)
      田中義和, 松村啓太郎, 道中良和, 陸田秀実
    • Organizer
      第23回「電磁力関連ダイナミクス」シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2011-05-18
  • [Presentation] 環境流体シミュレーションによる予測2011

    • Author(s)
      陸田秀実
    • Organizer
      化学工学会
    • Place of Presentation
      広島(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 振動発電デバイス2011

    • Inventor(s)
      田中義和, 陸田秀実, 道中良和, 品川和毅, 川原勇, 三浦孝師, 本條智弘, 加藤隆一
    • Industrial Property Rights Holder
      倉敷化工, 広島大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2011-240206
    • Filing Date
      2011-11-01
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 風力発電デバイス、及び風力発電装置2011

    • Inventor(s)
      陸田秀実, 田中義和, 宮城潤平, 佐々木海
    • Industrial Property Rights Holder
      広島大学
    • Industrial Property Number
      特願2011-142342
    • Filing Date
      2011-06-27
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 発電装置、及び発電デバイス2011

    • Inventor(s)
      陸田秀実, 田中義和, 平田真登, 渡邉隆太, 松村啓太郎, 柳原大輔
    • Industrial Property Rights Holder
      広島大学
    • Industrial Property Number
      特願2011-107680
    • Filing Date
      2011-05-12

URL: 

Published: 2013-06-26  

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