なぎさに架ける夢 その1 | フルメタルジャケット

フルメタルジャケット

こんな時代だけれど、日本のモノづくりを再起動したい。

 テレビやネットを見ていると2030年の原発比率をどうするが未だに決めかねているようです。そんな中、強い違和感を覚えるのが、何かというと国内産業の空洞化と絡めて議論している事です。
 国内産業の空洞化を心配するのなら、そんな遠い先のことではなくてこの3年辺りの電力問題をどう乗り切るかの方が重要じゃないでしょうかはてなマーク

 この3年の間にサーフィン発電の実現性を見極めて、明るい水素社会に向かって歩き出しましょう。
 内需型産業の掘り起こしにもなります。

 ということで、左のPDFの資料を最新のものに置き換えました。
 それに合わせて、サーフィン発電の科学的な考え方をちょっぴり御紹介します。
 興味のある方は、左のPDFをダウンロードしながら読んで下さい。
 なるべく、数式を使わず、わかりやすく、わかりやすく  

 一般的に、海の波のエネルギーと言えば、だいたい波高(波の高さ)を基に算出されたものを使います。高さなので、位置エネルギーとして捕らえます。
 以前は、それこそ紙の上に鉛筆で波線を書いて、数式をガジガジやって、これが波のエネルギーだとやっているものを多く見かけました。最近いただいた資料には周期や波長の実際の観測値をパラメーとして使うようになってきているようです。
 どちらにしても、これらの式が成り立つのは沖合での話しであって、サーフィン発電には当てはまりません。
 サーフィン発電では、(狭義の)波のエネルギーを使うのではなく、波が海岸で破砕して最後の水流となって流れる末端部分を利用します。
 波の伝搬速度は浅瀬に向かうに従って小さくなってゆきます。そして、後ろから押しくら饅頭のように波が押されて、位相のそろった綺麗なサインカーブの形をした波ができて岸に押し寄せてきます。さらに海底が浅くなると、波が高くなって覆い被さるようになって、最終的に重力で潰れて(砕波して)、水流となって押し寄せてきます。

 この水流のエネルギーを表すのに使えそうなのは、運動エネルギーです。
 運動エネルギーと言えば、
  E=1/2mv^2
 で表現されますが、サーフィン発電も基本的にはこの式が出発点に使えそうです。
 古典力学の世界では、この式は絶対的エースですね。

 ここでmは流量、vは流速になります。
 mとvは砕波直前の正弦波の高さや海底との摩擦によって異なりそうです。

 さらに海岸に押し寄せる波は周期運動をしていますので、mとvは周期の始まりから終わりまでの時間に依存した関数になります。

 この、浜辺に打ち寄せる水流のエネルギーをスッキリと導出することができれば良いのですが、いろいろ調べてもスッキリした回答を見つけられませんでした。
 そこで、水流のエネルギーを観測して、一般化した式を導き出すのにも使えるのが、サーフィン発電/OLB型と呼んでいる「波力発電実験装置」です。
 これを使って、周期的に変わる流量、流速を観察しながら、一番美味しい流れのとらえ方を探ってゆこうと考えました。
 つづく



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