企業の先端技術を学び、新たな可能性を模索しよう

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企業の先端技術を学び、新たな可能性を模索しよう

課題3:未来の浮体式洋上風力発電のモデル設計

公開日:2016年3月1日

投稿者:sakaguchi

授業担当

松本悠(東京大学教養教育高度化機構初年次教育部門)
楠春奈・武田隆太・吉田拓実(東京大学教養教育高度化機構初年次教育部門 特任研究員、株式会社リバネス)
鳥井正志・堺浩二・市川剛(新日鉄住金エンジニアリング株式会社)

概要

企業のエンジニアとともに、風や波など過酷な環境に耐える、洋上風力発電所の設計に挑戦するプログラムでした。東京湾沖に浮体式洋上風力発電のエネルギーアイランドを設置する、というコンセプトのもと、模型の試作とプレゼンを行ってもらいました。1/250スケールの風力発電機模型を、規定された材料を使ってプールに安定して浮かべられる島を作ってもらい、使用した材料のコスト、波と風を当てたときの発電時間、を得点化して競争を行いました。また、東京湾沖に、浮体式洋上風力発電のエネルギーアイランドを設置するときの、周囲の環境や共生についても調べてもらい、プレゼンをしてもらいました。

授業の流れと様子

初めに、新日鉄住金エンジニアリング株式会社の鳥井様より、洋上風力発電の外観や歴史や位置づけ、浮体式洋上風力発電の簡単な力学、エンジニアとは何か、等をプレゼンしていただきました。そして、初回は、500mlのペットボトルを、厚さ2㎝の浮体材料のみを使って、できるだけ面積の小さい島で浮かせる競技を行いました。さすがに、浮かせるだけならば、いくらの面積があれば十分、という計算はすぐにできたようですが、少し波を起こすとペットボトルは倒れてしまいました。

そこで、風力発電機の重心や浮心、浮体材料の配置(構造)、などを各グループで再考してもらい、より安定して浮いていられる島を作ってもらいました。同時に、できるだけコストをかけずに(=浮体材料を使わずに)、かつ占有面積を小さく(=浮体材料が水面に占める最小円の面積がちいさく)なるように、工夫をしてもらいました。

また、浮体式洋上風力発電機を設置する場所はどこが良いか、あるていど候補を提示したうえで、航路の妨害は無いか、近くでの漁業はないか、景観を損ねることはないか、水深は十分か、観光とのマッチングはどうか、発電した電気を近くで消費できる場所か、など、情報検索を利用しつつ多方面からディスカッションをしてもらいました。

最終日では、作成した浮体に風力発電機模型を載せ、そのまま安定して浮いているか、高さ2㎝の波を起こしても浮いているか、さらに風速4m程度の風を当てても発電しつつ浮き続けられるか、の競技を行いました。1グループを除いて、波と風の両方に耐える浮体を作成できました。プレゼンの方も、各グループとも、しっかり設置場所を考察してくれていました。あるグループは、具体的なプロジェクトを提案してくれた程でした。
hatsuden

学生の感想

5stars

自分で実際に模型を作って、実験できるのが楽しかった

とくかく楽しかった。班によって浮体の形、コンセプト等が全く異なっていて面白かったです

今までできなかった体験ができました

エンジニアの基本理念を学べた

nogood

ディスカッションの際に前回の経緯説明から始める必要があった上、方向性の一致ができなかった