持続可能なエネルギー基盤としてのリニア波力発電システム設計と電力量最大化制御
【研究キーワード】
リニア発電機 / リニア同期機 / 波力発電 / 能動制御 / 電気機械エネルギー変換 / 海洋波 / パワーマネージメント / 発電量最大化 / 永久磁石同期機 / 自然エネルギー / 予測 / 発電電力最大化 / ポイントアブゾーバ / 横磁束形 / 海洋エネルギー / リニアドライブ / 電力変換 / ポイントアブソーバ / 波の予測 / モデル予測制御 / パワー・マネージメント / 発電機 / 制御 / 機器設計 / 磁気回路 / 回帰予測 / リニア同期発電機 / 駆動制御
【研究成果の概要】
数mの規模、1m程度の可動域を持つ強力かつ堅牢な永久磁石式横磁束形リニア同期機を発電機としてもつポイント・アブゾーバ式波力発電機の試験機を、製作し、水槽実験により発電機として機能させ、その基本性能を確認した。これにより、リニア発電機の発電時の電圧、電流ベクトルの挙動を解明し発電機としての基本性能と設計の有効性が確認できた。一方、現在の装置構成で、能動制御時の可動子の想定外に強い固着力のため水晶の波力で発電機を動かせない問題を現場で解決できなかった。このため、発電電力量の制御による最大化、特に波の予測と数値計算に基づく制御法の水槽での能動制御の有効性の実証を行う目標達成には至らなかった。
【研究の社会的意義】
本研究では高性能なリニア同期機を実装し、波力発電機として水槽実験でその性能を実際に試験した点に社会的意義がある。一方、水槽に対し発電機の力が強すぎたシステム設計になっており、能動制御の損失が本来得られるはずの発電電力以上となってしまったことに試験として十分な結果が得られなかった。またダイレクト・ドライブの直動機のエネルギー変換の設備利用率は低くなりがちで、能動制御によりその性能向上を狙っても、能動制御に伴うエネルギー損失を上回る出力を得られない可能性も認識された。左記を視野においた、さらなるシステム検討、陸上での模擬試験等を併用した能動制御による発電量向上への実験的挑戦が今後の課題となる。
【研究代表者】