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成果報告書詳細
管理番号20160000000908
タイトル平成26年度~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(風力発電その他未利用エネルギー) 省エネ漁船用の革新的波エネルギー吸収利用の技術開発
公開日2017/11/14
報告書年度2014 - 2015
委託先名株式会社マネージメント企画 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1)目的:小型漁船の乗り心地の向上を図りながら、年間エネルギー消費30%削減を達成し、我が国の省エネ政策に貢献する。フェーズAにおいて全長1.6mの縮尺模型を研究開発して、水槽実験で上記目標達成の可能性が見出せたので、平成27年度のフェーズBではより大きな実験船を研究開発し、実海域の実験でこの課題達成の検証を行うとともに、事業のパートナーを得て、事業化計画を確実なものにする。2)基本コンセプト:フロートとキャビンをサスペンションで繋ぎ、波によるその間の相対運動でモータ/ジェネレータ(MGと略す)を駆動して発電する。船の揺れとMGの電気系が共振を起こすように制御することで最大のエネルギー吸収が得られる。また、キャビン上下の加速度信号でMGを制御することで、キャビンの揺れを抑える(スカイフック)ことが出来る。この両者の割合を変えて、エネルギー消費削減と乗り心地向上の間に優先度をつける。3)研究開発:全体システムのシミュレーションを行い、船の諸元、サスペンション/制御系のパラメータの最適化を検討し、それを基に全長3.3mの実験船の開発を行った。左右フロートからの波が干渉して大きな波を立てない船型を開発し、それによりキャビン床を下げることが出来た。4)実証実験:上記ユニット一式を下関市長門粟野にある造船メーカー(株)ニシエフに送付、フロートとキャビンを装着して海上での実証実験用の船に仕上げ、進水後その近傍の油谷湾海域で実証実験を行った。実証実験の結果を検証するため千葉実験所の水槽に戻し、実験海域の波形をJONSWAP関数で近似して、実証実験の普遍化を図った。その結果、最適の制御パラメータを選ぶことで、波エネルギー吸収比(吸収エネルギー/フロートに入る波エネルギー)は70%、キャビンの動揺を1/4以下に抑えられることが証明できた。5)市場調査:共和水産(株)に海上実験の立ち合い/試乗も願いユーザとしての評価を得た。また、いくつかの漁協を訪問、面接調査を行った。6)生産性:現在のところ製造/工法上特に大きな問題はない。一方、機構部品の簡略化による原価低減は今後の課題である。 7)事業化:いくつかの特許を出願して、基幹技術の権利化を図った。今後の商品の先行試作の共同展開を考え、関連メーカー数社と会合を持った。さらにこの活動を続けるとともに、東京大学と共同して、更なる研究開発を継続していく所存である。
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) / Technical Development on Innovative Energy Saving for a Fishing Boat by Utilizing Wave Energy (FY2014-FY2015) Final Report

1) Purpose : The purpose is to contribute to the Japanese energy saving policy by achieving 30% of an annual energy cut for small fishing boats while improving their ride comfort. As we were able to find out a possibility to fulfil the above target through research and development of a scale model ship of a 1.6m length in the phase A, we proceeded to the phase B where we built a larger experiment ship and conducted open sea experiments to proof the above possibility and at the same time we tried to confirm the business plan by obtaining partners. 2) Basic Concept : Floats and a cabin are connected through suspensions and motor/generators are driven by their relative motions, thus electricity is generated. By causing a resonance between the ship oscillation and that of electrical systems the maximum wave energy can be absorbed. Also by controlling the M/G by the vertical acceleration signals the cabin movement can be suppressed (skyhooked). The ratio of the two controls can be managed by preference. 3) R&D : After total simulation works were taken place, ship specifications and control parameters were studied and an experiment ship of a 3.3m length was developed. The hull shape was materialized which enabled the cabin floor much lower. 4) Experiments for Proof : The components were sent to a ship builder, Nishi-F, located in Nagato Awano, Shimonoseki City, where a cabin and floats were assembled to them to form the experiment ship. After its launch, experiments were taken place in nearby Yuya Bay. After its completion, the ship was sent back to the basin at Chiba Experiment Station of the University of Tokyo, where verification experiments were conducted under simulated wave forms by means of the JONSWAP function. As a result we proofed that by selecting the optimized parameters the energy absorption ratio (Absorbed energy/Wave energy entered into the total float width) is 70% and the cabin motion can be suppressed to less than 1/4. 5) Market Research : Kyowa Suisan KK joined the experiments in the open sea and made an evaluation of the ship. We surveyed the user’s demands by visiting several fishery unions. 6) Productivity : No major issues were found but the cost cut by simplifying the mechanism is essential. 7) Business Establishment : Related patents were applied. We approached to several companies in view of collaboration to a next trial production. We will continue this effort and, at the same time, proceed to further R&D with the University of Tokyo.
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