成果報告書詳細
管理番号20160000000280
タイトル平成25年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 高効率波力発電システムの技術開発
公開日2017/1/7
報告書年度2013 - 2013
委託先名有限会社トップス 国立大学法人東京大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約世界の流れは自然再生エネルギーへ移行しつつある。日本においても昨今、再生可能エネルギーのシェア拡大は大きな課題となっており、様々な自然環境に適合できるエネルギーの多様性が求められている。国際的には海洋発電は自然再生エネルギーとして重要視されているが、日本では海洋発電の開発に遅れをとっている。我々は、風力その他未利用・未開発エネルギーの中で、日本の技術を生かして日本製発電機の開発をできないかと模索していた。その中で、波力発電システムの中でユニークな方法・技術に関する知財を確立し、その技術を実証、提供することで、海洋発電の推進に貢献することをミッションとしている。国家プロジェクトとしてEU圏(特にイギリス)で海洋発電が加速するなかで、波力発電モジュールの開発により海外で3年以内を目標に、発電装置メーカーや発電事業者との提携で事業を加速、5年後に上記の事業会社と実証開始、日本では震災復興支援事業としての導入を目指す。今回の開発研究事業において、まずは一つの発電ブイを実験水槽にて発電させること確認し、その効率を上げることを技術的な目標とした。具体的には、波から上下運動エネルギーを効率よく電力に変えるためのラック&ピニオン方式発電ブイとフレームを設計、試作し、東京大学千葉実験装置を使って発電実験を行った。発電ブイ重量は31.25kg、寸法は[w]730mm*[d]455mm*[h]570mmの箱型で外側に取り付けたローラーが支柱にあるガイに沿って摺動する構造である。水に沈めた時の水深約100mmとなる。また、波を受ける方向は強度を考慮し浮体奥行方向となるの[d]455mmの面で受ける方式を取った。大勢の協力で東大千葉実験所で装置の改良や測定、構想変更など試行錯誤を経ながら実験を試みた。この実験から、時間の制約と装置の関係で限られたデータしか取れなかったが、5Ω負荷で21W程度発電が可能であると考えられる結果が得られた。また、課題としては、効率的な発電を行うには浮体の特性を詳細に把握すると共に、波の周期や負荷に応じて浮体の運動を適宜制御できるようにすると良いことが明らかになった。更に発電効率を考慮した発電機を採用する事も重要である。更に今回の開発研究事業を通して、想定される実機のように四方から来る波の力を受け、波の周期とともにスムーズに上下運動する浮体(発電ブイ)を設計できる基礎データが得られた。具体的には、発電事業を行う想定海域として、日本の沿岸域である釜石沖をモデルケースに設定し、波浪データを取得、浮体の上下揺れの数値計算を実施した。また、実験終了後に、高効率な発電機、いわゆる波力発電の発電機として低速高トルクを得られる特性を持つモータを見つけ出したことで、今後の発展につながる目途も得られた。
英文要約Title:New Energy Venture Business Technology Innovation Program / New Energy Venture Business Technology Innovation Program(Wind power generation and other untapped energies) / Technology development of high-efficiency power generation wave power system(FY2013) Final Report

The flow in the world is shifting to spontaneous regeneration energy. In Japan also, share expansion of renewable energy has been a big subject these days, and the diversity of the energy which can suit various natural environments has been searched for. Internationally, although importance is attached to sea power generation with spontaneous regeneration energy, it lags behind development of sea power generation in Japan. We establish the intellectual property about a method and unique technology in a wave power generation system in it, and it is using to be a real proof and providing and to contribute technology to promotion of sea power generation is missions.By We development of a wave power generation module, while accelerating in the EU area (especially UK) as a national project, and a target, Within three years, an enterprise is accelerated by the tie-up with a power generator maker or a power producer overseas, and introduction is aimed at as an earthquake disaster reconstruction assistance enterprise in five years in the above, a business corporation and an actual proof start in Japan. It aims at the thing which is made to generate one power generation buoy in an experiment tank first of all and which carry out a thing check and raises the efficiency of one power generation buoy as a technical subject, We were designed the rack & pinion system power generation buoy and the frame for the purpose of changing up-and-down motion energy into electric power efficiently from a wave, and the power generation experiment was conducted using the of Tokyo University Chiba experimental area.However, while a subject also gets to know the characteristic of a float to perform efficient power generation which became clear, if it enables it to control the cycle and load of a wave suitably, it will be considered that it is good. And, it is also important to adopt the dynamo in consideration of power generation efficiency. We found out that the motor which obtains low-speed high torque was looked for as an efficient dynamo and a dynamo of what is called wave power generation after the end of an experiment.Furthermore, the power of the wave (two dimensions) which comes from the four direction was received from this experiment (one dimension), and it became data which can both design a float (power generation buoy) to a smooth up-and-down motion about the cycle of the wave.Moreover, the coast in Japan was assumed as ocean space which undertakes a power generation enterprise. In this research, wave data was acquired by having made the offing of the Kamaishi into the model case, and the numerical computation of heaving of a float was carried out.
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