| 研究課題/領域番号 |
15K06679
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
白川 龍生 北見工業大学, 工学部, 准教授 (50344552)
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| 研究分担者 |
高橋 理音 北見工業大学, 工学部, 准教授 (60301975)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 積雪の断熱効果 / 熱電素子 / ヒートパイプ / 厳冬期 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、積雪の断熱効果によって年間を通じ安定した温度が得られる地温と、冬期の外気温との温度差（約30℃）を利用した熱電素子（ペルチェ素子）による独立電源型の発電システムを開発することである。「冬期に必要な電力は冬期の自然エネルギーから得る、エネルギーの地産地消」をコンセプトに、冬期の吹雪発生時に有効な視線誘導灯の独立電源として熱電素子による発電システムを取り入れ冬季実証実験を行う。
本研究は、3年間で以下の3項目について検討する。1.温度差発電装置の開発に必要な気象に関する基礎データを得ること。2.実用的な発電能力を有する実験装置を試作すること。3.厳冬期におけるエネルギー地産地消のための実証実験を行うこと。
平成27年度は、「冬季気象に関する基礎データの取得」および「実用的な発電能力を有する実験装置の試作」に主眼を置き実施した。前者は、北見工業大学敷地内に設置した測器による気象観測（連続観測）と積雪の断面観測（週に2回以上）であり、11月22日～4月8日のデータを収録した。後者は同じく大学の敷地内に設置した実験孔（内部を不凍液で満たしたもの）周囲において、2本のヒートパイプを組み合わせ、その接続部に熱電素子（ペルチェ素子）を断熱加工した実験装置を試作・設置した。地温・気温（積雪内部は雪温）と発電出力の連続計測を実施し、12月31日～3月10日のデータを収録した。その過程でいくつかの課題がみつかり、平成28年度以降にその課題の解決を目指す。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成27年度に計画していた「冬季気象に関する基礎データの取得」および「実用的な発電能力を有する実験装置の試作」については、当初計画通りのデータを得ることが出来た。また、熱電素子を断熱材で覆う方法は発電量を高める上で有効な取組であった。このことから、おおむね順調に進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
吹雪時の発電量が弱いことは当初から想定していたが、試作した実験装置による実験でも予想通り発電量が少なかった。この条件を克服するために小型蓄電池や小型風力発電装置と組み合わせることによって、一定の変動幅を有しながらも一定レベル以上の発電量を見込めることが想定されるため、研究計画を一部変更し、ハイブリッドタイプの発電装置の開発を実施したい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
科研費の申請段階では、実証実験の候補地を北海道陸別町を予定していたが、その後、北見工業大学敷地内に変更となったため、旅費が予定額を下回った。一方、LED式自発光視線誘導灯や小型蓄電池・小型風力発電装置など、平成28年度以降の研究計画一部変更に伴う支出に備える必要が生じた。このことから、次年度使用額として171,382円生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額については、平成27年度に試作した実験装置の改良など、主に物品費として使用予定である。
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