振動水柱型波力発電を用いた海洋エネルギー教育教材の開発

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15H00320
• Research Institution: Matsue National College of Technology
• Principal Investigator: 奥原 真哉 独立行政法人国立高等専門学校機構, 実践教育支援センター, 技術職員
• Project Period (FY): 2015
• Keywords: 振動水柱型波力発電 / 海洋エネルギー教育教材 / 波力タービン工作キット

Outline of Annual Research Achievements

本研究は, 海洋エネルギー利用の啓発を目指し, 海洋エネルギー利用技術の一つで多数の開発実績がある振動水柱型波力発電を題材とした海洋エネルギー教育教材の開発を目的として実施した。また, 学生向け工学実験や一般市民向け公開講座などで使用できる波力タービン工作キットおよび振動水柱型波力発電装置を模擬した簡易型の波力タービン試験装置の開発と, それらを使用した工作教室の開催, そして海洋エネルギー教育教材の有用性の評価検討の内容で行った。
波力タービン工作キットは, 波の上下運動により発生する往復気流において常に同一方向にタービンが回転するよう開発した。タービンはクロスフロー型とし, 直径40mm, 長さ40mmの寸法を本校で所有する3Dプリンタにより製作し, 空気室はレーザー加工機により切断加工したアクリル板を組み立て, 幅150mm, 奥行150mm, 高さ130mmの形状とした。
また波力タービン試験装置はサーボモータ, ボールネジ, スライドシャフト, 浮体部, 制御装置等からなり, 振動水柱を発生させるため, サーボモータとボールネジを用いて水槽内に浮体を上下させる機構とした。浮体の上下移動量, すなわち水面移動量は90mmであり, これにより振動水柱を模擬することができる。
開発した海洋エネルギー教育教材を利用し, 島根県隠岐の島町にて隠岐の島町中央公民館の協力を得て, 工作教室を実施した。募集人数10名に対し, 14名の申し込みがあり, 全員を受け入れ工作教室を実施した。
工作教室の実施にあたって任意・無記名によりアンケート調査を行った。その結果, 大半の参加者から「ものづくり(工作)への興味が深まった」, 「自然エネルギー(海洋エネルギー)への関心が深まった」という回答を得ることができた。これにより本研究における海洋エネルギー教育教材の有用性を確認することができた。しかし発電の様子を分かりやすく示す等の改良が必要であり, 今後の課題として取り組む予定である。