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成果報告書詳細
管理番号20160000000905
タイトル平成27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(風力発電とその他未利用エネルギー) 里海エネルギー活用のための革新的潮流発電Hydro-VENUSの開発
公開日2017/6/7
報告書年度2015 - 2015
委託先名株式会社ハイドロヴィーナス 国立大学法人岡山大学
プロジェクト番号P10020
部署名イノベーション推進部
和文要約ギャロッピング型Hydro-VENUSのエネルギー取得性能の向上のため,振り子の断面形状における断面アスペクト比の最適化を行った.また,振り子の復元力発生に用いるバネシステムとして,従来の引張りバネに代わり,ねじりコイルバネを導入し,長期耐久性を検証した.これらの要素技術を取り入れた実証機を設計・製作し,水槽実験によりエネルギー取得性能を検証するとともに,エネルギー取得性能のデータを元に発電コストを試算し,事業採算性を検討した.さらに,実海域での実証実験に備え,実証サイト候補地において潮流流況調査を行った.(1) 振り子形状の最適化 ある特定の断面アスペクト比付近で高いエネルギー取得性能が得られた.(2) バネシステムの開発 ねじりコイルバネを導入することにより, 10ヵ月以上の連続稼働を達成し,振り子のバネ装置の長期耐久性を実現した.(3) 実証機の設計・製作および発電性能の検証 実証機を設計・製作し,エネルギー取得性能について水槽実験を行った.その結果,振り子長さと同じ直径のプロペラ方式を超えるエネルギー取得性能を達成した.(4) 発電コストの検証とビジネスプランの策定 Hydro-VENUSの発電性能と予想される製造・設置コストから,1台あたりで比較した場合にはプロペラに対して発電コストが低減できることが確認できた.ローターに特化した権利化と製造を行い,他の潮流発電メーカーとの協業を視野に入れて世界市場を目指す. (5) 潮流流況調査 実証候補地である鹿児島県長島町乳ノ瀬の潮流および水深調査を行った.潮流は2つのポイントで最大2.5mであり,水深はそれぞれのポイントで1~4mあるいは3-6mであり,潮流発電適地であることが確認できた.上記5つの研究開発項目を通して,Hydro-VENUSの振り子形状最適化とバネシステム開発をほぼ完成し,これらの要素技術を組み込んだ実証機の水槽実験によって,プロペラ方式を超えるエネルギー取得性能を実証することができた.また,発電コストにおいても,プロペラ方式に対する優位性が明らかとなった.実証サイトとして鹿児島県長島町乳ノ瀬を調査し,潮流が有望であることも明らかとなった.また,乳ノ瀬へのHydro-VENUS実証機の設置方法についても検討した.
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) / Development of Innovative Tidal Energy Converter Hydro-VENUS for Utilization of Comunity-Based Sea FY2015 Final Report

In order to advance the energy harvesting performance of galloping-type Hydro-VENUS, the optimum aspect ratio of a pendulum cross-section was investigated. And torsion springs were introduced to the pendulum system instead of tension springs, and the long-term durability of the torsion springs was examined. Then an experimental model of Hydro-VENUS was designed and built using the pendulum cross-section with the optimum aspect ratio and the torsion springs. The energy harvesting performance of this model was examined in the water tank tests. Based on the energy harvesting performance obtained in the tests, the power generation cost was estimated and the business plan was designed. Furthermore, the tidal current was measured at the candidate site for tidal power generation.[1] Optimization of pendulum shape High energy harvesting performance was obtained around a specific aspect ratio of pendulum cross-section.[2] Development of spring system Torsion springs achieved long-term durability more than 10 months.[3] Design and building of experimental model, and verification of energy harvesting performance An experimental model of Hydro-VENUS was designed and built, and water tank tests were conducted to examine the energy harvesting performance. The experiments revealed that the energy harvesting performance of Hydro-VENUS exceeds the conventional propeller turbine with a propeller diameter same as the pendulum length [4] Verification of power generation cost and design of business plan Levelized cost of energy (LCOE) is estimated based of generation performance and typical capital cost as well as O&M cost. The LCOE value suggests advantage of Hydro-VENUS systems. The business plan focusing on acquiring rights and licensing about rotor technologies is developed and will be carried out to penetrate worldwide tidal market.[5] Survey of tidal current Changing of tidal flow speed as well as depth of the sea is surveyed at Chichinose, Nagashima in Kagoshima prefecture as the candidate site of tidal-power demonstration. Maximum flow speed is 2.5m/s and depth 1~4m or 3~6m, that is acceptable for demonstration test, are measured respectively at two separate locations.The optimization of the pendulum cross-section shape and the development of the spring system in Hydro-VENUS have been completed. By using these core elements in Hydro-VENUS, the energy harvesting performance exceeding propeller turbines was experimentally confirmed in the water tank tests. The superiority of Hydro-VENUS in LCOE has also been confirmed. The strait of Chichinose was surveyed, and its tidal speed is found to be promising for tidal-power demonstration. Then an nstallation method of Hydro-VENUS to Chichinose was also discussed.
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