2016 Fiscal Year Research-status Report
低コスト高効率ポータブル型ダリウス水車の営農用傾斜水路への適用と設置指針の確立
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16K06980
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| Research Institution | Kyushu Sangyo University |
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Principal Investigator |
松下 大介 九州産業大学, 工学部, 准教授 (60284535)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2019-03-31
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| Keywords | 小水力発電 / 営農用小水路 / ダリウス水車 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
営農用小水路向けの水力発電システムの開発により，独立電源地域への普及の一助とすることを目的としている．今年度は営農用小水路として水田沿いに敷設される傾斜小水路向けダリウス水車の開発を行った．水車の各部品の形状は従来研究の結果に基づき，傾斜水路特有の浅水深に合わせた設計指針をたて，水車ランナを低コストで製作する目途がついた．
まずランナの主構成部品である翼の材料および加工方法を見直し，低コスト化と水車性能維持の両立が実現できた．また幅の狭い営農用水路は傾斜がある上に水路高さが低いため，水車の一部が水面上に出る設置形態をとらざるを得ないが，ダリウス水車はクロスフロー型であることから翼の回転方向位置によりトルク係数が異なり，このような流れ場においては小流量の条件下における発電量が増加する傾向があることが分かった．
また，市販の発電機では水車との性能マッチングが悪く安定した動作が困難であったため，コアレス型発電機を開発し，性能向上を実現した．発電機のローター（磁石側）およびステーター（コイル側）それぞれにおいて防水構造とし，水車総合効率が高くなる配置および組み合わせを検討した．その結果，ＬＥＤ防犯灯を電気的負荷とした場合に，ちらつきが極めて小さくなり安定した運転ができるようになった．この結果を元に，流量条件の変動による水車運転の不安定を避け高効率運転できるようなアクティブ負荷制御システムを開発する計画である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本課題が追加採択であったため，研究機関が短いことによる研究進展の計画が遅れる可能性があったが，水車開発は概ね計画通り進んだと評価している．
成果公表については，論文投稿，学会発表の申し込みが間に合わず，学生の卒業研究発表会にて低コスト化についての口頭発表を行った．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究進展で，実用的なシステム構築のめどが立ったため，今後は水車周りの流れ場調査を含めた水車性能計測と部品構造の見直しなどにより，さらなる低コスト化と高性能化を進める計画である．
また，フィールド試験により，運転性能，負荷制御方法および耐久性における課題を洗い出し，解決策を検討する予定である．
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| Causes of Carryover |
本課題が追加採択であり，研究機関が申請時と比較して短いことにより使用額が少なくなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
未使用となった助成金は主に次年度の物品購入費に充てる計画である．
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