| 研究課題/領域番号 |
19K12433
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分64050:循環型社会システム関連
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| 研究機関 | 新潟工科大学 |
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研究代表者 |
佐藤 栄一 新潟工科大学, 工学部, 教授 (00288250)
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| 研究分担者 |
岡山 朋子 大正大学, 人間学部, 教授 (20418734)
池田 敏彦 信州大学, 工学部, 特任教授 (60021010)
内山 知実 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (90193911)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2019年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
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| キーワード | 小水力発電 / 再生可能エネルギー / 雪氷 / 小型水車 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究の最終目標は、雪氷に強い出力1kW以下の小型水車を開発し実用化することであり、身近に存在する水路や小規模河川の水力エネルギー有効利用の拡大を図ることである。そこで本研究では、開発に適した実験用水路を特定し、実証実験により雪氷まじりの水流に対しても安定して発電可能な水車発電システムを開発することを目的とする。2019年度は、実証実験場所として特定した長野県信濃町の水路について詳細な観測を行う。2020年度は下掛け水車を設計・製作して水路に実装し、雪氷の有無による水車の性能評価を行う。また、排雪板による雪氷対策を検討する。2021年度は雪氷に強い小型水車の最適化と雪氷対策の改良を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究の目的は、雪氷塊が流下する水路でも安定して発電する水車を開発することである。下掛け水車を開発対象として選定し、豪雪地帯の農業用水路において実験を実施した。積雪期の性能評価実験では球形の雪玉を水車に向けて上流から流下させ、ロータ通過時の挙動や発電特性などを調べた。ロータの羽根枚数すなわち羽根間隔、雪玉の直径の影響を明らかにした。その結果、雪氷塊が流下する水路への実装性に優れた下掛け水車に関するいくつかの設計指針を獲得できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
全国の農業用水路には水力エネルギーが豊富に賦存する。とくに豊富な水路は降雪量が多い、いわゆる雪国にあり、冬期には水路を雪氷塊が流下する。よって全国の水路の水力エネルギーを通年で最大限利用するには、雪氷塊を含む水流に対しても安定して稼働する小型水車を開発・実用化することは意義深い。また、中山間地では現在も電力が確保できず、防災対策や農作物などの鳥獣被害対策が十分に実施されていない地域も存在する。年間を通じて安定した電源が確保できれば、再生可能エネルギーの有効利用の意義と重要性を啓発することができ、地域活性化にもつながる。
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