2019 年度研究成果報告書

パラメトリック励振を利用した波力発電システムに関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号	17K06960
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	東京海洋大学
研究代表者	井関俊夫東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (70212959)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	波力発電 / 浮体動揺 / スパー型ブイ / パラメトリック励振 / マシュー方程式
研究成果の概要	本研究課題では、マシュー型不安定と呼ばれる非線形パラメトリック自励振動現象を利用して、波力発電システムの高効率化を図ることを目的としている。波浪発電ブイの２自由度運動（上下揺と縦揺れ）を対象として、一方の動揺モードから運動エネルギーを得て、もう一方の復原力を変動させる研究を行った。一連の模型実験において、突然発生する大振幅動揺現象が確認されたため、マシュー型不安定に基づくパラメトリック励振現象として説明できるかどうかを理論的に解明し、波浪発電として利用するために、パラメトリック励振状態を持続させるための指針を得ることができた。
自由記述の分野	船舶海洋工学
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究課題では、波力発電システムにおける大振幅動揺の発生と消滅を時間領域で研究し、マシュー型不安定と呼ばれる非線形パラメトリック自励振動現象として理論的に説明できることに成功した。さらに、波力発電システムとして利用するために、大振幅動揺を長時間継続して発生させる制御方法開発への指針を与えた。この指針は、あらゆる浮体式波力発電装置に応用できる点で非常に優れたものであり、今後の波力発電の高効率化のみならず、再生可能エネルギー分野の発展にも大きく貢献することが期待される。