2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of high efficiency vibration energy regeneration technology and its application to self-powered systems
| Project/Area Number |
26340098
|
|---|
| Research Institution | Gunma University |
|---|
Principal Investigator |
橋本 誠司 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (30331987)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 再生可能エネルギー / 振動発電 / パワーマネージメント |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，申請者が提案している多軸・多モード発電構造を，実際に応用する負荷システムとの整合を考慮し，入力される振動エネルギーが最大化されるよう振動制御技術を駆使し，回生する発電量とその効率が最大となる振動エネルギー回生システムを実現する。
本課題に対して今年度は，衝撃力を用いた振動発電の高出力化とパワーマネージメント回路の構築を行った。衝撃力を用いた振動発電では，間接衝撃構造を提案しその最適条件を導出することにより，広帯域(100Hz以上)に渡り高出力(mWレベル)な回生が可能となることを実験検証した。また，衝撃構造と曲げ構造を併用した発電装置の最適構造を提案し，衝撃による大振幅電力回生と曲げによる持続した電力回生といった双方の特徴を併せ持つ発電手法を実現した。提案する発電装置の実応用を考慮し，レギュレータ回路と薄膜2次電池，その保護回路を含むパワーマネージメントシステムを構築し，その有効性を定量解析により検証した。
また，圧縮力に着目した振動発電装置も新たに考案し，セルフパワード機器への応用について検討した。ここでは，バイクのサスペンションと自転車サドルへの導入を目的とした圧縮発電装置を開発し，各種走行条件下での発電特性の定量解析より，路面状況によっては毎秒数回の無線送信機器の駆動が可能となることを検証した。
最後に，提案する多軸・多モード発電装置の実応用を考慮し耐久試験を行い，自動車振動加振に対し，各モードでの応力集中箇所における力は最大でも疲労限度の42.5%であり，実用上十分な耐久性を有することを確認した。
以上の研究成果について期間全体を通じてJournal論文5件，国際会議6件，国内の学会18件にて発表した。また関連技術を3件特許出願済である。
|
