2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23560334
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
真田 雅之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90264803)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森本 茂雄 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00210188)
井上 征則 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50580148)
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| Keywords | 波力発電 / 発電機構造 / ダイレクトリンク / 波の出現頻度 / 設置海域 / トルク指令 / 効率 / 発電出力 |
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| Research Abstract |
低速用回転発電機を用いたダイレクトリンク式波力発電システムにおける波エネルギーの異なる設置海域を想定した場合の波の出現頻度を考慮した発電機の設計について検討し、特性およびトルク指令パターンについて検討した。
検討を行う海域を潮岬沖（4.9kW/m）および波浮沖（11.5kW/m）とし、それぞれに適した12極のモデルを設計して有限要素法を用いて解析を行い各種特性の算出を行った結果、システムの設置海域を波浮沖として増速比８のダイレクトリンク機構を用いる場合、潮岬沖用の発電機をそのまま用いるとエネルギー量の大きい波の条件で発電機の定格による制限が生じて発電出力が減少してしまうことが分かった。波浮沖の特性に合わせて設計した発電機ではこうした出力飽和が生じないためより大きな発電出力が取り出せており、本システムでは設置海域の違いによらず平均エネルギー変換効率が約30％程度になることも明らかとなった。この変換効率は従来の一般的な構成である振動水柱方式のシステムであるマイティホエールにおける１平方メートルあたり数十Wの実績出力値と比較して10倍以上となっている。
前年度までの検討で、トルク指令パターンについては２段階にトルク指令を切り替える方式が発電出力が高くなることを明らかにしているが、より高出力となるパターンについての検討を行った結果、発電機トルクが回転数に比例するパターンでは出力が改善されず、1／n乗特性のほうが適していることが明らかとなり、最も出力改善効果の大きいパターンははじめに検討した２段のステップ状パターンであることが分かった。このトルクパターンの使用により、発電機回転数しか検出できない実応用を想定した条件において一定トルクパターンを用いる場合に対して発電出力が3～6％改善された。
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