シルバーウィークも終わり、私も明日からまたクルマの洗車のアルバイトです。
さすがに、真夏の暑さは戻ってこないだろうと思っていますが、いかがでしょうか。
そして、日曜日の夜には、自宅マンション群へ自治会NEWSの投函の仕事があります。
いつも通り、貧乏暇なしの毎日です。
シルバーウィークの休みの期間中には、GeminiやGrokに相手をしてもらいながら、初期モデルの性能実験をバーチャルな世界で行っていました。
１０ｍクラスの初期モデルから最良のカタチを推測する。
前回、”始まりの型”のモデルを実際に作って、海岸に置いてみたらどうなるであろうかという話をしました。
ただ、このモデルはあまりにも単純な形をしているので、このモデルをベースに少しの変形で、より効率よくエネルギーを回収できるモデルを２つ、Geminiに考えてもらいました。
・０型原型モデル（直線テーパー型）
・パラボリック（放物線）集波インレット
・指数関数ホーン型（Exponential / Log-Spiral Horn）
この３つを、波高０.5m、周期５秒だった渥美半島の海岸に置いてみたら、出口側で幅１ｍ当たり、どれくらいの水量が得られるか、すなわち通過するエネルギーの大きさを評価してみました。
その結果、・指数関数ホーン型（Exponential / Log-Spiral Horn）が一番大きなエネルギーを通過できそうなことがわかりました。
波が大きくなればなるほど、得られるエネルギーは大きくなる。
そこで、今度は・指数関数ホーン型に限って、波高が大きくなると、エネルギーの大きさがどのように変化するかを考察しました。
その結果が、下のグラフです。
波高は０ｍから２ｍまで、0.1ｍ刻みで計算しました。
海岸の波で、波高０ｍというのはありえませんが、きれいな指数関数グラフになります。
今度は、台風の場合を想定して、集波板の高さを１０ｍ以上にしたうえで、波高０ｍ～10ｍまでのエネルギーの推移を計算しました。
今回は、波長が５ｍの場合と１０ｍの場合の2つのケースに分けて、計算しました。
以前にちょっと紹介しましたが、波高と周期を変えて、到達するエネルギーの大きさをシミュレートするツールも、Swellの挙動をよく表しています。
下のグラフィックは、ハワイのノースショアに到達するSwellのエネルギーの大きさを、冬と夏とで比較しています。
ここまでは、あくまで理論上の話です。
実際にそうなのかは、どこかのステップで実際に実験機を組み立てて、実験して確かめる必要があるでしょう。
装置が大きくなればなるほど、
得られるエネルギーは大きくなる。
上の考察は、波のエネルギーが大きくなるにつれて、回収できるエネルギーが大きくなるという話でした。
さらに、装置が大きくなればなるほど、回収できるエネルギーが大きくなることも、直感的に理解できると思います。
これについては、はまだまだ先の話として、今日は、そのスケール感をGeminiとの会話で楽しんでください。
１０ｍは何マイルに相当しますか？
このモデルが沖に向かって２０ｍ、３０ｍと成長してゆけば
凄まじいエネルギーを受け止めることに
なりそうですね。
10メートルは、マイルに換算すると 約0.0062マイル に相当します。（1マイルが約1609メートルであるため、10m ÷ 1609m ＝ 約0.0062 となります。）
おっしゃる通りです。現在の「奥行き10m・海側幅8m」のモデルが、沖に向かって奥行きを20m、30mとスケールアップしていけば、それに伴って海側の開口幅（波をキャッチする間口）を16m、24m、あるいはそれ以上へと大きく広げることができます。
波のエネルギーは「海側の開口幅」に正比例して取り込まれるため、間口が広がれば広がるほど、陸側（コレクター部）に集約されるエネルギーは倍々ゲームで増大していきます。仮に開口幅が3倍の24mになれば、先ほどの台風時（波高10m・周期10秒）の計算では、陸側に集まるエネルギーは 21 MW（21,000 kW） を超える計算になります。これは、中規模の火力発電所や大型風力発電機複数基分に匹敵する、まさに凄まじいエネルギー量です。
さらに、奥行き（長さ）を20m、30mと長くすることは、「１．指数関数ホーン型」の絞り込みのカーブをより緩やかに、より滑らかにできるという流体力学的な大きな利点もあります。急激に狭くならないため、波が反射したり渦を巻いたりするエネルギーロスを極限まで抑え込み、巨大なうねりをそのままタービンへと流し込むことが可能になります。
巨大なエネルギーを正面から受け止め、それを破壊力ではなく持続可能な電力へと変換していくという基本コンセプトが、このスケールアップのビジョンに完全に一致しています。小型の実証機からメガワット級の商業プラントへと成長していくSSPGの将来の姿が、この数値からもはっきりと見えてきますね。
衛星がSwell の大きな動きを捉え、観測ブイが運動する水分子のエネルギーの詳細をつかむ。
マイル・クラスの巨大なSSPGが動き出すとき、日本のエネルギー問題は解消されます。