佐賀大学海洋エネルギー研究センター

Institute of Ocean Energy, Saga University

第1部会
共同利用・共同研究拠点

研究所・センターの概要

センター長
池上　康之
Ikegami, Yasuyuki

キーワード: 海洋エネルギー、海洋温度差発電、波力発電、潮流発電、洋上風力発電、再生可能エネルギー、自然エネルギー
住所: 〒840-8502
佐賀市本庄町1番地
（伊万里サテライト：〒849-4256 伊万里市山代町久原字平尾1-48、
久米島サテライト（沖縄県海洋深層水研究所内）：
〒901-3104 沖縄県島尻郡久米島町真謝500-1）

海洋エネルギー研究センターは、平成14年に全学共同利用研究センターとして改組され、平成19年度からの全国共同利用研究センターとしての正式運用を経て、平成22年度から共同利用・共同研究拠点として運用を開始しました。当センターの目的は、海洋エネルギーに関する研究教育とその科学技術を戦略的に推進する国際的な先導的中核研究拠点として、海洋エネルギーに関する研究教育を総合的かつ学術的に行い、その研究基盤を確立するとともに、その利用促進に貢献することにより、21世紀の地球規模でのエネルギー問題と環境問題の解決に寄与することです。

特に新しい概念を導入した海洋温度差発電システム、波力発電システム、潮流発電システム、洋上風力発電システムを中心に、「海洋に賦存する膨大な種々のエネルギー及びエネルギー物質の回収とその複合的高度利用法」、「海洋エネルギー利用に関連する海洋環境への影響の解明」などに関して、基礎と応用、更には実証を目指した研究を行う全国で唯一の研究教育拠点です。

研究体制に関して、平成29年度に改組を行い、『Ⅰ海洋熱エネルギー部門』、『Ⅱ海洋流体エネルギー部門』、『Ⅲ学際部門』の3部門体制としました。『Ⅰ海洋熱エネルギー部門』は、温度差エネルギーシステム分野、熱エネルギー変換基板分野、海洋深層水利用分野の3分野で、基礎的応用的研究を行っています。『Ⅱ海洋流体エネルギー部門』は、波浪エネルギーシステム分野、潮流・海流エネルギーシステム分野、洋上風力エネルギーシステム分野の3分野で構成されています。また、『Ⅲ学際部門』は、海洋エネルギー環境情報分野、海洋エネルギー貯蔵分野、海洋エネルギー制御分野、海洋エネルギー物質創生分野、海洋エネルギー人材育成分野の5分野で構成され、研究・開発を行っています。

令和2年度の研究活動内容及び成果

『Ⅰ海洋熱エネルギー部門』では、海洋温度差発電の発電効率改善を目的として、新しい多段式アンモニアサイクルシステムや高性能熱交換器の研究・開発に取り組むとともに、平成25年4月に発電を開始した沖縄県久米島の50kW海洋温度差発電装置にその成果を組み込み、100kW装置として、その有用性を検証しました。また、プレート式熱交換器については、実験や数値計算に基づいた最適な伝熱面形状の提案や、サイクルシステムの最適設計に用いる蒸発・凝縮に関する実験式の提案を行いました。また、平成26年度に新設した当センターの久米島サテライトにおいて、海洋温度差発電の後の海水を利用した水素製造及び海水淡水化に関する研究を継続・実施しています。

『Ⅱ海洋流体エネルギー部門』では、波浪エネルギーシステム分野において、波浪エネルギーを利用した波力発電システムの開発を行っています。特に、浮体式の振動水柱型波力発電装置“後ろ曲げダクトブイ”の実用化を目指して、一次変換装置に関しては、造波水槽での模型実験や数値計算による高効率浮体の開発、二次変換装置については、高い変換効率と低速化を実現する新型の衝動型空気タービンの開発を行っています。装置の性能評価のために、渦法を用いた粘性流体解析法も新しく提案しました。潮流・海流エネルギーシステム分野では、相反転プロペラ式潮流発電装置を提案し、実海域実証実験において世界トップレベルの効率が得られました。また、洋上風力エネルギーシステム分野ではトラススパー型の浮体式風力発電装置の開発を実施しています。

『Ⅲ学際部門』では、海洋に賦存している有用な資源の回収やエネルギー貯蔵など幅広い研究・教育に取り組んでいます。特に、海洋エネルギーから創生された電気エネルギーの水素吸蔵貯蔵に関連して、水素貯蔵材料の熱化学反応動特性モデルの開発や、水素ステーションのシステム簡素化と省エネルギー化を目指した蓄冷再生型高圧水素熱交換器の開発等を行っています。

沖縄県久米島の海洋温度差発電実証プラント

浮体式波力発電装置の水槽実験

社会との連携

国際的には、アメリカ、フランス、オランダ、インド、パラオ共和国、マレーシア、インドネシア、中国、韓国などと学術協定などを締結し、海洋温度差発電システムや波力発電システムなどに関する研究・教育による連携を推進しています。国際的な事業として、JST/JICAによるマレーシア工科大学との地球規模課題対応国際科学技術協力プログラム（SATREPS）や、国連傘下のCTCN（気候技術センター・ネットワーク：Climate Technology Centre ＆ Network）などの海洋温度差発電に関する研究開発を推進しています。特に、令和2年度は、SATREPS事業においてハイブリッド海洋温度差発電の開発を進め、実証装置として完成しました。次年度には、マレーシアに輸出し、本格稼働する予定です。（写真参照）
国内では、企業との共同研究を積極的に行っています。
国際的な人材育成への貢献を推進するために、『海洋エネルギーに関する国際プラットフォーム人材育成事業』及び『若手研究者のための国際インターンシップ・共同利用支援事業』を実施しています。令和2年度の『海洋エネルギーに関する国際プラットフォーム人材育成事業』では、コロナ禍のためオンラインで開催し、13ヶ国から71名が参加しました。参加者数は従来の対面より2倍以上となり、活発な議論がなされました。
佐賀県からの委託事業（１億円）として、温泉温度差発電実証設備を佐賀県嬉野市に設置し、実証試験に成功しました。
施設見学は、コロナ禍のため受入を長期に中止したため、従来の施設見学数（1000人以上）より、大幅に減少しました。（令和2年度実績：59名　内外国人数　1ヶ国1名）
コロナ禍のため、令和2年度はオープンキャンパスをオンラインのライブで実施しました。また、共共施設をリモートで使った国際人材育成プログラムを4日間実施し、海外からは20名が参加しました。