2019 Fiscal Year Annual Research Report
面電流を用いたユビキタスな磁界共振結合型無線電力伝送に関する研究
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18J22537
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
笹谷 拓也 東京大学, 情報理工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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Keywords | 無線電力伝送 / ユビキタスコンピューティング / Internet of Things / マルチモード準静空洞共振器 |
Outline of Annual Research Achievements |
広い空間内に存在する多数の電子機器への電力供給が自律的に行われるような,ユビキタスな無線電力伝送技術の実現に向けて研究を遂行している.前年度までに面状の導体に複数の向きの電流が流れることに着目した,マルチモード準静空洞共振器というアプローチを考案し,シミュレーションや小型スケールモデルを用いた予備的な評価を行った. 本年度はこの面上の電流を用いたアプローチの実証に向けて,部屋スケール(3メートル四方)の共振器構造を実際に建築し,周辺の電子回路と合わせて部屋スケールの無線電力伝送装置を実装した.そして実測やシミュレーションにより給電効率やシステムの安全性について評価を行った.これらの評価を通じて,(i) 複数の共振モードを用いることで従来は困難であった部屋全域への高効率な給電が行えること,(ii) 従来は困難であった部屋内に装置を要さない(全ての装置が壁に埋め込まれており生活空間には存在しない)部屋スケール無線電力伝送システムが構築可能であること,(iii)提案した計算式を用いてコンデンサを選定することで,共振周波数の柔軟かつ迅速な設定が可能であること,(iv)通常の部屋のように家具や壁を設置した状態でも無線電力伝送が可能であることを示した. これらの成果に基づき,現在トップジャーナルへの論文投稿に向けて準備している他,報道陣向けのデモンストレーション会を開催し,メディアを通じて本技術を広く一般に周知した.そして様々な企業や一般人からの反響を通じて,本技術の実社会への応用に向けた課題を抽出した.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究の基軸となる,複数の異なる三次元状の磁界分布を生成できる共振器構造について,部屋スケールの実装および実証実験を行い,本研究で提案したアプローチの有効性を示すことができた.したがって本研究の目標である,空間内に存在する多数の機器が自律的に充電されるような無線電力伝送技術の実現に向けて大きく前進したと言える.また実際の部屋スケールの無線電力伝送システムの実装,学会発表およびメディアへの公開により,本技術の実応用に向けた課題を抽出できた他,企業からの反響により新たな応用先を発見できたことなど,副次的な成果も得られた.以上に基づき,本研究は当初の計画以上に進展しているといえる.
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Strategy for Future Research Activity |
部屋スケールの実証実験により得られた知見に基づき,より簡単で安価な本技術の実装について検討を行う.具体的には建築の専門家と協力し,壁紙や石膏ボードの中に本システムを埋め込むなど,従来の建築技術と親和性の高い本技術の実装方法を探求する.また部屋への応用だけでなく,他の大きさ・形状の無線電力伝送システムの設計方法についても検討を行い,本技術が応用可能な領域について調査する.さらに,複数の共振モードを有する共振器構造の解析方法の確立や安全性についてのより詳細な評価も引き続き行う.
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