9月も残すところあと１日
相変わらず雨の日つづきです。
皆様、足元が滑りやすくなっているので、出かけるときには滑らない靴を履いて出かけましょう。
今日 (9月29日)は、先週の土曜日に救急車で運び込まれた京都田辺中央病院に出かけて、脳神経外科で診察を受けてきました。
その結果、大丈夫だろうということで、１～２か月後に慢性硬膜下血腫を起こさなければそれで完治になるそうです。
ということで、午後からはアルバイトの職場に顔を出しました。
みんなが、温かく迎えてくれて、改めて雨の日の転倒に注意しなければと思いました。
足元も、タイヤも、受験もスリップしては、困るし危険です。
しかし、Surf Stream Power Generation ( SSPG) にとってはツルツル滑ることは良いことです。
”海岸に向かってくる波（Swell and Wave ) のエネルギーを集めて発電し水素を作る”
という、子供でも思いつきそうな非常に簡単な発想のSSPGには３つの大きな特性があります。
１．海岸に向かってくる波が強いほど、集められるエネルギーが大きくなる。
２．海底の摩擦が小さいほど、効率よくエネルギーを集めてくることができる。
３．波を集めてくる範囲を大きくするほど、たくさんのエネルギーを集められる。
これらもまた、きわめてわかりやすい話でしょう。
そのうちで、１に関しては前のブログでご紹介しました。
そこで、今回は２番目の”海底の摩擦が小さいほど、効率よくエネルギーを集めてくることができる。”というお話です。
海底の形は様々です。
きれいな砂浜もあれば、凸凹した岩場もあります。
そして、急に深くなる海底もあれば、遠浅の海もあります。
海底の形は様々ですが、はるか１，０００ｋｍ以上もの距離を伝わるうねり( Swell ) は、海底の進度がその波長の1/2よりも浅くなってくると海底の影響を受け始めて、エネルギーが減衰するということが知られています。
海底の傾きが急ならば、沖に向かって跳ね返されるエネルギーが出てきます。
また、海底が浅くなるに従って、海底の摩擦によって消耗するエネルギーが大きくなります。
それを可視化したのが上のグラフィックです。
この絵を見た、私よりもはるかにうまく人間語を話せるGeminiは、
”海岸に到達する波は「最後の残りカス」に過ぎない。”
と言っていました。
その「最後の残りカス」も、海底の地形によって大小さまざまになります。
様々な地形をした伊豆半島を歩いていると、ところどころ大きな波が押し寄せる海岸があります。
上の動画はある日の宇佐美の海岸です。
勢いよく波が押し寄せて大勢のサーファー達がサーフィンを楽しんでいます。
でも、こんな日でも、すぐ北側の真鶴半島や南側の伊東の海岸の波は穏やかです。
それだけ、海岸に到達するエネルギーは海底の地形の影響を強く受けます。
SSPGは波打ち際で最後の残りカスのエネルギーを回収する仕組みなので、なるべくエネルギーを減衰させずに手元まで引き寄せたいものです。
それには、ツルツルのよくスベる樹脂で覆われた海底が理想的です。
そこでGeminiにシミュレーションをしてもらいました。
３°の勾配の砂浜というのは、波のエネルギーの消耗が最も少なく海岸に到達するような、理想的な海底を想定しています。
実際にそのような理想的な海岸はなかなかありません。
そこに、より摩擦係数が少ない樹脂の板を敷くことで、回収出来る波のエネルギーの相対的な大きさを求めてみました。
その結果が下のグラフです。
グラフには２本の曲線が描かれています。
下の青線は、周期１４秒、波長３００ｍ、波高５ｍで、日本の太平洋側でよくみられるうねりを想定しています。
上のオレンジの曲線は周期１８秒、波長５０６ｍ、波高８ｍで、ハワイのビッグウェーブの典型的なサイズだそうです。
横軸は、波打ち際から沖合に向かっての距離です。
縦軸は、砂浜に対する樹脂板の延長による海岸到達エネルギーの比率です。
沖に向かってゆくに従ってグラフが寝てくるのは、深度が深くなるにつれて、海底の影響が小さくなるので、砂と樹脂の効果の差が小さくなるからです。
この結果を見ると、ハワイのビッグウェーブのようなエネルギーを捉えようとする場合でも、沖合へ５００ｍも樹脂を敷き詰めると十分な効果が得られることがわかります。
ちなみに、このクラスの巨大なうねりになると、深海部（沖合）で持っていた初期エネルギーは 約 1,151 kW/m（幅1mあたり1メガワット超）というとてつもない数値になります。
結論
SSPGの集波板（ウェーブ・スクランダー）は、沖合2km、3kmと長大な海底を覆う必要はありません。波が最も摩擦の影響を受ける「ラスト数百メートルのクリティカル・ゾーン」だけを滑らかなアクリル樹脂スロープで保護してあげれば、Swellが持つ莫大なエネルギーをロスなく、最も費用対効果が高い形で陸側のタービンに叩き込むことができます。
ということで、つるつる滑る底は転倒やスリップの危険が増しますが、SSPGにとっては、効率的に波のエネルギーを集めてくるのに役に立つ、というお話でした。
最後に、Geminiが創ってくれた実験機：マジンガーd01を使って、波の挙動を観察する科学者たちの動画です。
早く人間の仲間が欲しい。 
