技術内容の詳細

整理番号 st026
テーマ名 流力振動を利用した発電装置
研究担当者
及び連絡先
高橋 智幸:秋田大学 工学資源学部 土木環境工学科 助教授
連絡先:秋田大学 知的財産本部 知的財産ディレクター 二塚 錬成
 E-mail:f-rensei@jimu.akita-u.ac.jp 
研究の概要 水流中に円柱等(以下、振動柱)を設置するとカルマン渦列が発生し、振動柱には揚力方向(流れに対して垂直な方向)の応力が周期的に掛かる。この周期的な応力により振動柱の振動が励起されるため、この振動柱を圧電振動板などの発電部位に接続すれば、発電を持続させることができる。
JST主催新技術説明会(秋田大学:2007.02.27.)で発表
開発の目的 化石燃料には資源の枯渇や温室効果ガス削減などの問題があり、太陽光などの新エネルギーの幅広い利用が叫ばれている。一方、水力は自然エネルギーの一つであるが、ダム式発電所は自然環境への負荷が大きいため利用に限界がある。そこで、小河川や農業・工業用水路、上下水道など比較的流れの緩慢な水路での小規模な発電を可能にする技術を開発する
構成する
技術要素
・比較的流れが緩やかな水路に円柱を設置する
・振動柱を介してカルマン渦列により周期的な振動を発生させる
・振動柱を何等かの発電部位に接続し発電する
特願2004-320966 流力振動を利用した圧電セラミックによる発電方法及び装置
研究の背景
及び動向
緩慢な流れでの水力発電では、水路中に羽根車を入れた水車式発電機が一般的であるが、羽根車を回すためにはある程度の流速が必要であることと、大型の設備になり、しかもかなりの騒音が出る。それ故、住宅地では容易には設置しにくいと言う欠点を持っている。一方、カルマン渦流は緩慢な流れでも起きる現象であり、しかも米国シアトルで起きたタコマ橋が崩壊したように、巨大な力を持っている。
適用可能な
用途
・家庭用小型発電機
・海中でのサンゴ礁の再生用電源
・街灯や表示灯など屋外の定置型電源
市場での
優位性
・自然エネルギーである
・水道管に設置する程度まで小型化が可能
・小河川や水路、海の潮の流れなど小規模な流れでも発電可能
実用化への
課題
・本研究では基本的な発電システムを開発しただけであり、その応用方法については現在模索中である。幅広いアイディアを戴きたい。
・周期振動を効果的に電気に変える発電システムが必要。

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