| 研究課題/領域番号 |
25870531
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
横井 裕一 長崎大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80610469)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 波動発電 / パラメトリック振子 |
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| 研究概要 |
地球規模でエネルギー問題が深刻化する中，国内にほとんどエネルギー資源を持たず，その供給の大部分を国外からの輸入に依存する日本にとって，高度な技術力を活かしたエネルギー分野の研究開発は重要な課題である．エネルギー問題の根本的な解決には，半永久的に利用可能なエネルギー源の創出が求められる．このような課題に対し，海洋国家である日本には海洋エネルギーを最大限に利用できる可能性がある．本研究では，海洋エネルギーの１つである波動の上下運動をパラメトリック機械振子の変換特性を介して回転運動に変換し発電機を駆動して電気エネルギーを得る波動発電方式を提案している．
提案する波動発電方式の実用化の可能性を明らかにすることを目指す本申請の目的に従い，平成２５年度は，浮体式機械振子装置の構築のために，製作済みのプロトタイプによる予備実験を実施した．多目的二次元水槽で模擬した波動に対して，プロトタイプの機械振子の仕様（長さ）で，発電に必要な回転運動が発現しうること，プロトタイプの浮体形状では波動に対して安定した姿勢の維持が困難であることを確認した．姿勢維持は装置の重心をより低くし，水中にずらすことで実現可能であるため，姿勢維持が可能な浮体に修正した設計が求められる．また，機械振子に直流発電機を接続した数理モデルを導出し，数値計算を行うことで，構築する装置の仕様の妥当な範囲を理論的に確認した．このように，浮体式機械振子装置を構築する準備を整えることができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
平成２５年度の研究計画は，多目的二次元水槽（造波水路）における実験に適した浮体式機械振子実験機の設計・製作のために，プロトタイプによる予備実験を行い，問題点，改善点を見出して実験機の設計に反映させ，実際に製作を完了することであった．しかし，多目的二次元水槽の使用期間が計画よりも遅れたために予備実験が遅れ，浮体式機械振子実験機の設計・製作という研究項目はやや遅れている．これに対して，平成２７年度に実施することを予定している数理モデルの構築とその数値シミュレーションを前倒しして開始した．その結果も実験装置の設計に反映させることで，設計の妥当性を確認することに役立てることができる．そのため，平成２５年度の研究計画のみに限定した場合，研究は「やや遅れている」ものの，３年間の研究計画として考えた場合，「おおむね順調に進展している」と言える．
浮体式機械振子実験機の製作が完了していないため，それに伴い計上していた物品費を平成２６年度に繰り越している．
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| 今後の研究の推進方策 |
当初平成２６年度で計画していた研究項目には，９ヶ月の期間を使って実施する「波動発電の実証実験」と，残りの３ヶ月と平成２７年度に渡って実施予定の「数理モデルの構築」がある．【現在までの達成度】で述べたように，平成２５年度に計画していた「浮体式機械振子実験機の製作」を完遂できていないものの，「数理モデルの構築」に既に着手し始めている．これらを踏まえて，平成２６年度では，まず「浮体式機械振子実験機の製作」を実施する．その後，「波動発電の実証実験」を行う．また，「数理モデルの構築」は平成２５年度から継続して行うことで平成２７年度の研究計画に合わせる．このように研究を推進することで，研究の遂行に過度な負担を伴わず，当初予定通りの３年の期間で研究を完了することができると考えている．
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成２５年度の物品費は主に，研究項目である「浮体式機械振子実験機の製作」で使用することを計画していた．しかし，【現在までの達成度】で記したように，「浮体式機械振子実験機の製作」を完遂できていないために，使用することができていない．
【今後の研究の推進方策】で記したように，「浮体式機械振子実験機の製作」は平成２６年度（次年度）にまず実施する研究項目であるため，繰り越した物品費はその実施に伴い使用する．平成２６年度に計上している研究費は当初計画予定の目的で使用する．そのため，今回の研究費の次年度繰越しに伴って，研究費の使途に変更が生じることはない．
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