柔軟な圧電円筒シェルを用いた環境発電のための風力エネルギーハーベスター

Research Project

Project/Area Number	24K08329
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 31020:Earth resource engineering, Energy sciences-related
Research Institution	Kindai University
Principal Investigator	西垣勉近畿大学, 生物理工学部, 教授 (80251643)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000) Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	環境発電 / 風力エネルギー / 圧電素子 / 柔軟構造物 / 渦励起振動
Outline of Research at the Start	風力エネルギーを微小な電気エネルギーに常時変換する環境発電は，圧電素子を用いた弾性板の振動発電があるが，発電構造の耐久性や発電風域・発電密度が限られることが問題であった．そこで既に提案した柔軟な円筒シェル型圧電フィルムを用いた発電旗について，特に軸方向に拡張した構造とし，従来の円筒の円周方向曲げ変形に加えて軸方向の曲げ変形も励起させて発電する方法を理論的・実験的に検討し，２つの変形の組み合わせによる発電特性の向上について定量的に明らかにする．流れの可視化によってメカニズムを解明し，軸方向長さの拡張と円筒の構造設計により従来の小型風車に代わるブレードレス(翼のない)風車としての可能性を示す．