| 研究課題/領域番号 |
19H02352
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
高木 健 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (90183433)
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| 研究分担者 |
巻 俊宏 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (50505451)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2019年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
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| キーワード | 海流発電 / 再生可能エネルギー / モデル予測制御 / 水中浮遊式 / 海洋再生可能エネルギー / 海洋再生エネルギー / 海洋エネルギー / 電力品質 / コスト削減 / 安全性向上 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
水中浮遊式海流発電装置は、流速変動により生じる動揺運動を回避して安全性を確保する制御が実施されているが、将来はこの安全性確保と変動流中での出力増加・品質向上による経済性向上を両立させなければならない。本研究では制御システムが安全性を担保しつつ経済性向上が可能かを明らかにすることと、どのような評価関数による最適制御が単位発電出力当たりのコスト削減に適しているのかを明らかにすることを目的として実施する。この目的を達成するため、制御シミュレーションコードを確立するとともに、このシミュレーション結果と海流の長期予測結果を利用してライフタイムの経済性を考慮したLCOEを算出する方法論を構築する。
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| 研究成果の概要 |
新しい再生可能エネルギーとして開発が進められている水中浮遊式海流発電装置は、海流に含まれる流速変動により生じる動揺運動を回避して安全性を確保する制御が実施されているが、将来はこの安全性確保と出力増加・品質向上による経済性向上を両立させなければならない。本研究では制御システムが安全性を担保しつつ経済性向上を可能にするためにどのような評価関数による最適制御がコスト削減に適しているのかを明らかにすることを目的として実施した。この目的を達成するため、制御シミュレーションコードを確立するとともに、このシミュレーション結果と海流の長期予測結果を利用して生涯の経済性を考慮した最適制御を得る方法論を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水中浮遊式海流発電装置は水中でタービンに働くスラスト力と浮力の釣合いで一定水深を保ち、一点係留により流れの方向変化にも対応するいわゆる第３世代の海洋再生可能エネルギーである。また、浮体の動揺制御をタービンブレードのピッチ角制御だけで行う方式もとてもユニークな考えである。このような制御にモデル予測制御を応用する例は他に無く、かつ経済性をも向上させる試みは学術的に大きな意義がある。一方、海流発電は我が国近海の特色である黒潮を利用する方法として期待されており、離島の電源供給など社会的意義が高い。本研究はこのような発電方式の早期実現に大きく貢献するものである。
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