2018 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of Hydro-power systems using "Mottainai" energy.
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15K01000
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
山田 洋 仙台高等専門学校, 総合工学科, 教授 (80302230)
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2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ピコ水力発電 / エネルギーハーベスティング / アキシャルギャップ型コアレス発電機 / マグネットカップリング / ハイブリッド発電 / もったいないエネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、身の回りに存在するが活用せずに捨てている「もったいない」エネルギーとして、水道など水の流れが持つ小さなエネルギーを電気エネルギーとして収穫する「エネルギーハーベスティング」の利活用推進を目的とする。新エネルギーとして定義される、サブMW級マイクロ水力発電に対し、未利用領域である数W級のエネルギーをピコ水力発電として研究対象とする。
平成27年度は、螺旋水車と多極型ダイレクトドライブ方式の円板状アキシャルギャップ型コアレス発電機を試作検討を実施した結果、十分な発電性能を発揮できることを確認した。
平成28年度は、水車と発電機との間の隔壁を挟んで非接触でトルク伝達可能なマグネットカップリングの活用を検討した。この構造は上述の発電機と類似である点に着目したハイブリッドな機能を有する新しいピコ水力発電システムである。トルク伝達特性と発電特性の有限要素法電磁界解析結果より、マグネットカップリングはハイブリッド発電機として十分機能することを確認し、また簡易特性評価装置を試作して発電特性を検討した結果、非接触トルク伝達と発電との両立が可能であることを確認した。
平成29年度は、アキシャルギャップ型発電機のマグネットカップリングとしてのトルク伝達特性と発電特性との両立について、解析的、実験的に検討を進めた。この発電機を対象としたハイブリッド発電特性簡易評価装置を再構築し、アキシャルギャップ型発電機においても上述の特性の両立が可能であることを確認した。
平成30年度は前年度の結果を受けて特性評価装置の改善とクロスフロー水車を接続した実実験環境の構築を進めた。トルク伝達特性と発電特性との詳細な実験及びハイブリッド発電システムのギャップ長と接続負荷との関係から、実水車実験環境における評価指針を得た。
これらの成果は平成31年1月の高専シンポジウム及び3月の東北地区若手研究者研究発表会で発表した。
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