Optimization of wave energy harvest of wave energy converter by floating shape and arrangement

本研究の目的は、波力発電装置の浮体形状、配置と制御、この3要素をそれぞれ検討できるような波力発電の模型を製作し、水槽実験によって波浪発電装置の波浪応答特性と発電性能を明らかにすることである。令和4年度は、波力発電実験模型を改良し、造波機付き小型水槽（長さ7m、幅1m、水深0.3m）において、様々な波浪条件において実験を行った。波力発電実験模型の改良点として、まずフロート形状は前年度の円柱から中空円柱にした。また、ラック&ピニオン機構による制御システムをフロートに取り付けた。水槽実験では、フロートの上部に設置した加速度センサーで加速度を計測する同時に、水槽側面からビデオカメラで運動を計測した。今回の計測結果より、フロートが中空円柱にしたことで、波に追従して中心にあるスパー軸を沿ってスムーズに上下動することが確認した。また、ラック&ピニオン機構につながるモーターの電圧を調整することによって、フロートの振幅が制御することが確認した。さらに、複数浮体の配置を検討するために、模型と水槽の側面との距離を変化させて、側面から反射波による影響も調査した。特定の距離になる場合、フロートの運動が増加する現象が見られた。これは、フロートの運動によって生じたradiation waveが水槽側面に反射され、入射波としてフロートに影響し、波のエネルギーを2次回収していたためである。本実験によって、周りに設置したモノによって、散乱した波エネルギーの2次回収に関して基礎的な知見が得られた。

本研究の目的は、波力発電装置の浮体形状、配置と制御、この3要素をそれぞれ検討できるような波力発電の模型を製作し、水槽実験によって波浪発電装置の波浪応答特性と発電性能を明らかにすることである。令和4年度は、波力発電実験模型を改良し、造波機付き小型水槽（長さ7m、幅1m、水深0.3m）において、様々な波浪条件において実験を行った。波力発電実験模型の改良点として、まずフロート形状は前年度の円柱から中空円柱にした。また、ラック&ピニオン機構による制御システムをフロートに取り付けた。水槽実験では、フロートの上部に設置した加速度センサーで加速度を計測する同時に、水槽側面からビデオカメラで運動を計測した。今回の計測結果より、フロートが中空円柱にしたことで、波に追従して中心にあるスパー軸を沿ってスムーズに上下動することが確認した。また、ラック&ピニオン機構につながるモーターの電圧を調整することによって、フロートの振幅が制御することが確認した。さらに、複数浮体の配置を検討するために、模型と水槽の側面との距離を変化させて、側面から反射波による影響も調査した。特定の距離になる場合、フロートの運動が増加する現象が見られた。これは、フロートの運動によって生じたradiation waveが水槽側面に反射され、入射波としてフロートに影響し、波のエネルギーを2次回収していたためである。本実験によって、周りに設置したモノによって、散乱した波エネルギーの2次回収に関して基礎的な知見が得られた。