研究課題
奨励研究
本研究の概要は, 一般家庭に水を分配する際に減圧弁で捨てられている圧力エネルギーを利用して発電する水力発電システムの開発である。低圧な家庭用水道から効率的にエネルギーを回収するために, 水車の軸受には回転損失の少ない磁気ベアリングとピボットベアリングを使用する。また, 水力発電機自体に減圧弁としての機能も持たせる。発電量を制御することで水車の回転数を変化させ, 吐出される水流の量や圧力を調整する。
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。
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。
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