開水路に潜在する未利用水力エネルギーの有効活用を可能にするサボニウス形水車の開発

• 研究課題/領域番号: 23K13699
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 片山 雄介 早稲田大学, 理工学術院, 講師(任期付) (20778815)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: サボニウス形 / 小水力エネルギー / 開水路流れ / 自由表面流れ / PIV

研究開始時の研究の概要

本研究では、開水路に潜在する未利用水力エネルギーの活用を目指す。経済性やメンテナンス性の観点および開水路流れの特性から、風車で実績のあるサボニウス形を開水路に特化した設置方法として、水車軸を流路に対して水平に設置する手法を提案する。変形を伴う自由表面流れがサボニウス形特有の流れへどのように作用するのかに着目し、水車ランナ周りの流れ場とトルク発生メカニズムとの関係を明らかにする。また、得られた流れ場からトルクに起因する流れを抽出し、トルクが増大する水車設置位置や平板設置条件を調査し性能向上を試みる。