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2012 年度 実績報告書

柔軟発電体を用いた新しい海洋エネルギー発電装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360213
研究機関広島大学

研究代表者

陸田 秀実  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80273126)

研究分担者 田中 義和  広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00335704)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード圧電素子 / 波浪発電 / 海洋エネルギー / 浮体 / 柔軟発電
研究概要

申請者は,パネル型FPEDを複数組み合わせることにより,垂下式弾性浮体ユニット型海洋エネルギー発電装置(Elastic Floating Unit with Hanging Structures, EFHAS)を考案(Fig.2)し,様々な研究を行ってきた.このEFHASは浮体部(Floating Unit)と垂下部(Hanging Unit)で構成されており,海表面の波浪,流れ,砕波,渦エネルギーのみならず,海面下の流れ,波の水粒子運動のエネルギーも捕捉する仕組みとなっている.今年度は,既往研究で開発された柔軟発電デバイスFPEDとこれを用いた海洋エネルギー発電装置EFHASの実用化に向けて,EFHAS浮体部の発電特性,最適な電気回路,FPEDのスケール効果について,種々の検証を行った.以下に,結論をまとめて示す.
(1) EFHAS浮体部の浮体方式はFloating typeが適している.また,発電性能は入射波長に依存するため,デバイス波長比W/λ=0.25~0.3とするのが最適である.さらに,バラスト水の注入によってフロートの喫水を制御すれば,荒天時の破損回避が可能となる.
(2) FPEDは,インピーダンス整合を図ることで,発電効率の良い電気回路設計が可能となる.その際,付加抵抗比αはPVDF積層数Nとα=Nの関係となることを検証した.
(3) FPEDの縮尺模型と実機のスケール比αが発電性能に及ぼす影響は,フルード則と幾何学的相似則を用いて,スケール比α1.5~2.5となることを検証した.
(4) フィールド試験を行い,実用化に向けた指針を得た.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究業績に示すように,実験,理論,フィールド試験による総合的なアプローチによって,申請者らの研究グループの研究成果を大幅に進展させることに成功した.

今後の研究の推進方策

予定通りの進展をしているが,今後,飛躍的に研究を遂行する予定である.その際に,プロトタイプを制作する予定である.それに伴う研究経費が不足している.対策としては,設計・製作を自力で進める予定である.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] An experimental study of power generation and storage using a flexible piezoelectric device2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Tanaka, Keitaro Matsumura, Hidemi Mutsuda
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: Vol.39, Number 1-4 ページ: 603-608

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Flexible Power Generation Device using Piezoelectric Film2012

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Y., K.Matsumura and H.Mutsuda
    • 雑誌名

      Journal of Energy and Power Engineering

      巻: 6 ページ: 353-360

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elastic Floating Unit with Piezoelectric Device for Harvesting Ocean Wave Energy2012

    • 著者名/発表者名
      H. Mutsuda, M. Hirata, R. Watanabe, Y. Doi and Y. Tanaka
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 31rd International Conference on Ocean, Offshore and Arctic Engineering

      巻: なし ページ: CD-R

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Experimental Study of a Submerged Power Generator that Uses Fexible Power Generation Devices2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshikazu Tanaka, Y. Michinaka, H. Mutsuda,
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society of Applied Electromagnetic and Mechanisc

      巻: 20 ページ: 541-546

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 弾性圧電デバイスを用いた風力エネルギー利用に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      宮城潤平, 陸田秀実, 土井康明,田中義和
    • 雑誌名

      日本機会学会論文集,B編

      巻: 789 ページ: 1068-1072

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wind Energy Harvesting Using Flexible Piezoelectric Device,2012

    • 著者名/発表者名
      Mutsuda, H., J.Miyagi, Y.Doi, Y.Yanaka,
    • 雑誌名

      International Conference on Power and Energy Engineering, ICPEE 2012

      巻: なし ページ: CD-R

    • 査読あり
  • [学会発表] 柔軟発電体を用いた海床設置型発電システムの開発2012

    • 著者名/発表者名
      田中義和, 道中良和, 品川和毅, 陸田秀実
    • 学会等名
      第24回「電磁力関連ダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2012-05-16
  • [産業財産権] 発光素子を備えた積層型発電体及びその発電装置2012

    • 発明者名
      川島政彦,福本博文,陸田秀実,田中義和
    • 権利者名
      川島政彦,福本博文,陸田秀実,田中義和
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-266427
    • 出願年月日
      2012-12-05
  • [産業財産権] 積層型発電係留体2012

    • 発明者名
      福本博文,川島政彦,陸田秀実,田中義和,森崎健一
    • 権利者名
      福本博文,川島政彦,陸田秀実,田中義和,森崎健一
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-268636
    • 出願年月日
      2012-12-07

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公開日: 2014-07-24  

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