家庭用水道管向け超小型水力発電機の開発

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H00933
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 2150:Electrical and electronic engineering and related fields
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: TAKAHASHI YOHEI 群馬大学, 理工学部, 技術職員
• Project Period (FY): 2020-04-01 –
• Keywords: 水力発電 / 磁気ベアリング / 有限要素法磁場解析

Outline of Final Research Achievements

家庭用水道の水流圧を適切に調整するために減圧弁が設けられている。本研究課題では，そこで捨てられる圧力エネルギーを回収するために，超小型水力発電装置の開発を行った。家庭用水道のような低圧な水流でも効率的に発電ができるように，水車の軸受の一部には機械的な摩擦の無い磁気ベアリングを採用し，発電用コイルはプリント基板の製造技術を用いて作成するなど，工夫を凝らした。そして，装置を試作し，その発電能力を実験により確認した。

Free Research Field

電気電子工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年，身の回りに点在する微弱なエネルギーから電気を回収（収穫）する環境発電に関する研究が盛んに行われている。これらは，低消費電力で駆動するIoTデバイスへの応用が期待されている。本研究課題は，従来の大規模な商用発電分野では対象とならなかった家庭用水道配管内で捨てられる小さな圧力エネルギーに着目したものであり，今後，このような技術の重要度は増していくと考える。また，本研究で得られる知見は他の水力発電などにも有用である。