水中翼の往復運動→落差なしで発電

日本の各地に広がる農業用水路を活用した小水力発電のニーズは高いものの、発電に必要な水の落差の確保や設置工事に伴う周辺環境への配慮、さらにコストの問題など導入に向けた障壁も多い福岡工業大学 工学部 知能機械工学科 教授の阿比留久徳教授氏が開発を進め特許を取得した「フラッター水力発電装置」は、こうした課題をクリアする発電機だという(図1)。

フラッター水力発電装置は水中翼が水の流れる方向に対して左右に往復運動をすることで発電する。水中翼につながった機械構造は蒸気機関車のピストンのような動きで発電機を一方向に切れ目なく回転させる。これにより発電する仕組みだ。大雨などで水流が速くなった場合には破損しないように水中翼の角度を調整できる。複数台を並べて、発電量を増やすことも可能だという。

一般的な水力発電装置では水車やプロペラを、速い水流で高速回転させる形式が多い。効率よく発電するためには水路に落差を作る工事が必要であり、周辺環境への影響やコストの問題が懸念される場合もある。福岡工業大学によれば、フラッター水力発電装置は普通の水流でも発電が可能で、高速回転部を持たないため水中生物に優しく、枝や木の葉などのゴミの詰まりにも強いのが特徴だという

今回発表したフラッター水力発電装置は試作段階で、小型のため発電量は水流が毎秒1メートルの時に50W(ワット)程度。現在、農業用水路で実証運転を進めている。今回、将来の実用化に向けて水中翼の往復運動を、発電機の特定方向の回転に変換する機械構造部分について特許を取得した

将来的なフラッター水力発電装置の用途としては、緩やかな水流でも発電できるメリットを活用し、送電線を引くことが難しい地域で小規模に自然エネルギー利用を活用したいといったニーズでの利用などを見込んでいるという具体的にはLED外灯の点灯や災害時の非常用電源、電動農機具の夜間充電などへの活用を見込んでおり、福岡工業大学では現在バッテリーへの充放電の組み合わせを最適に制御し、電力を有効利用するための研究も進めている

スマートジャパン2016.04.13

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