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海流発電に適した浮遊式二重反転水車の開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06970
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 船舶海洋工学
研究機関鳥羽商船高等専門学校

研究代表者

渡辺 幸夫  鳥羽商船高等専門学校, その他部局等, 准教授 (20332033)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード再生可能エネルギー / 海流発電 / 二重反転水車 / CFD / シュラウド / 係留力 / 数値流体力学 / 海洋資源 / 流体工学
研究成果の概要

再生可能エネルギーの利用は,近年,注目を集める分野となっている.本研究では海洋エネルギーの利用法のひとつとして海流発電に着目し,海中に沈めた水車で機械的なエネルギーに変換し発電するものを対象とした.
本研究では,海流発電における発電用水車の出力効率向上とシステムを安定化させる役割をもった,二重反転水車システムについて検討した.はじめにこのシステムの流体力学的な特徴や水車へシュラウドを設置する効果について把握するため,数値解析を実施した.次に,この水車システムの模型を作製し,水槽実験を行うことで,係留力の測定や動的特性を調査した.
これらの結果から,提案した水車システムが実用に資するものと判明した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

国内で研究が進んでいる海流発電用水車には様々な方式がある.その中でも(株)IHIが取り組んでいるのは,本研究同様水中浮遊方式で水平に水車を二機逆回転させる方式であり,本研究で提案する方式とコンセプトが近い.しかしながら本研究にて検討するような,浮体にシュラウド,水車を(前後に)二重反転にしたものは見受けられない.総合的に判断すると、今回提案する方式が海流発電実用化へ最も適したものであると考える。
本研究によって得られる成果をもとにして実証実験を行なうことで、目標とされている海洋エネルギー利用の実用化に寄与し、更に多数の同形式水車を集積することで海洋発電所まで発展させることができると考える。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] 海流発電用二重反転水車上流・下流ローターの干渉影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸夫
    • 雑誌名

      日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集

      巻: 第97期

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] 海流発電用二重反転水車の特性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸夫
    • 雑誌名

      日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集

      巻: 第96期

    • NAID

      130007654136

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 海流発電用水車性能に対するシュラウドの影響2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸夫,宇佐見健介
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会講演論文集

      巻: 25号 ページ: 481-483

    • NAID

      40021621299

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 海流発電用二重反転水車上流・下流ローターの干渉影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸夫
    • 学会等名
      第97期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海流発電用二重反転水車の特性に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉幸夫
    • 学会等名
      第96期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 海流発電用水車性能に対するシュラウドの影響2017

    • 著者名/発表者名
      渡辺幸夫
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会平成29年度秋季講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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