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2012 Fiscal Year Annual Research Report

太陽電池パネルに堆積する粉塵の静電クリーニング

Research Project

Project/Area Number 23360116
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

川本 広行  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50318763)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywordsメカトロニクス / 精密機械システム / 電機エネルギー工学 / 静電力応用 / 太陽電池 / メガソーラー / 月面探査
Research Abstract

二酸化炭素を排出しないクリーンなエネルギー源として,大規模な太陽光発電と太陽熱発電が注目されている.これらは日射量の多い砂漠地帯に設置するのが効率的であるが,太陽電池パネル上に砂が堆積し,発電効率を低下させることが問題となっている.これに対し本研究では、交流電圧を用いた静電クリーニングシステムを考案した.
本年度は、23年度の基礎的な研究を継続するとともに、研究結果を体系化し、かつ実用化を目指した研究をおこなった。その第一はシステムのスケールアップである。本システムを太陽光発電に適用するためには、システムの大型化が必要である。このため、最小モジュール規模での実証実験を行った。またその第二は、本技術の基礎をなす「電磁場における不定形非均質粒子のダイナミクス」に関する普遍性の高い理論とシミュレーション技術の構築である。本技術だけでなく、レーザプリンタや環境技術などの、微粒子の精密運動制御技術を基盤とする広い範囲の分野への応用できるものである。第三は宇宙分野への展開である。この技術はNASAの火星探査ローバーの不具合に端を発したものであり、さらに、月面探査時にレンズや太陽電池パネルに堆積するルナダストのクリーニングを想定して開発されている。わが国でも,2010年代前半にSELENE-2を月面に軟着陸させて各種観測を行うことが計画されているため、ダスト対策は緊急である.このため、NASAやJAXAとの連携により、宇宙分野への展開を図っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実用を模擬した環境条件での研究で進展があった。また、電子写真や月面探査などの異分野への応用でも成果が得られた。

Strategy for Future Research Activity

来年度は、さらなる性能向上と実使用環境での適性評価を行う。さらに、得られた成果の移管にも注力する。

  • Research Products

    (16 results)

All 2012 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Electrostatic Cleaning Device for Removing Lunar Dust Adhered to Spacesuits2012

    • Author(s)
      H. Kawamoto
    • Journal Title

      J. Aerospace Engineering

      Volume: 25 Pages: 470-473

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 電子写真の非磁性1成分現像系におけるトナー層のドクタープロセス2012

    • Author(s)
      川本、杉山,古市
    • Journal Title

      日本機械学会論文集 (C編)

      Volume: 78 Pages: 1235-1241

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pale Defect of Halftone Following Solid Image in Two-Component Magnetic Brush Electrophotographic Development System2012

    • Author(s)
      H. Kawamoto, S. Iesaka and S. Watanabe
    • Journal Title

      Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing

      Volume: 6 Pages: 1298-1306

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 静電場における粒子のダイナミクスとその宇宙技術への応用2012

    • Author(s)
      川本
    • Journal Title

      静電気学会誌

      Volume: 36 Pages: 326-331

  • [Presentation] Autonomous Electrostatic Sampling of Regolith from Asteroids2012

    • Author(s)
      H. Kawamoto and K. Ashiba
    • Organizer
      Asteroids, Comets, Meteors 2012, ACM2012
    • Place of Presentation
      Niigata
    • Year and Date
      2012-05-20
  • [Presentation] Electrostatic Shield of Lunar Dust Breaking into Mechanical Seals of Equipment Used for Lunar Exploration

    • Author(s)
      H. Kawamoto and P. Ye
    • Organizer
      Earth & Space 2012
    • Place of Presentation
      Pasadena, CA
  • [Presentation] Electrostatic and Magnetic Cleaning Systems for Removing Lunar Dust Adhered to Spacesuits

    • Author(s)
      H. Kawamoto
    • Organizer
      Earth & Space 2012
    • Place of Presentation
      Pasadena, CA
  • [Presentation] Electrostatic Regolith Sampling from Asteroids

    • Author(s)
      H. Kawamoto
    • Organizer
      Earth & Space 2012
    • Place of Presentation
      Pasadena, CA
  • [Presentation] Numerical Simulation of Two-Component Magnetic Brush Development System in Electrophotography

    • Author(s)
      H. Kawamoto
    • Organizer
      2012 ASME-ISPS/JSME-IIP Joint International Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment, MIPE 2012
    • Place of Presentation
      Santa Clara、CA
  • [Presentation] Parametric Investigation on Dynamics of Toner and Carrier Particles in Electrophotographic Two-Component Magnetic Brush Development System Using Direct Observation Technique and Numerical Simulation

    • Author(s)
      H. Kawamoto
    • Organizer
      NIP28: International Conference on Digital Printing Technologies,
    • Place of Presentation
      Quebec、Canada
  • [Presentation] 月面探査機器の隙間に侵入するルナダストの静電シールド機構

    • Author(s)
      對馬、宮本、川本
    • Organizer
      機械学会 機械力学・計測制御部門講演会 DD2012
    • Place of Presentation
      慶応大学
  • [Presentation] 静電力を利用した小惑星からのサンプリング技術

    • Author(s)
      芦場、渡部、川本
    • Organizer
      機械学会 機械力学・計測制御部門講演会 DD2012
    • Place of Presentation
      慶応大学
  • [Presentation] ISRUのための月土壌の静電搬送

    • Author(s)
      川本
    • Organizer
      第56回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      別府
  • [Presentation] 電子写真の2成分磁気ブラシ現像系における磁気ブラシと感光体の接触状態が画質に及ぼす影響

    • Author(s)
      安達、川本
    • Organizer
      Imaging Conference JAPAN 2012 Fall Meeting
    • Place of Presentation
      京都
  • [Presentation] 電子写真の二成分磁気ブラシ現像システムにおける粒子挙動のシミュレーション

    • Author(s)
      安達、川本
    • Organizer
      機械学会IIP2013情報・知能・精密機器部門講演会
    • Place of Presentation
      東京
  • [Presentation] 電磁力の作用する粒子の動力学とその月面探査技術への応用

    • Author(s)
      25. 川本
    • Organizer
      第63回マテリアルテーラリング研究会
    • Place of Presentation
      京都

URL: 

Published: 2014-07-24  

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