太陽電池パネルに堆積する粉塵の静電クリーニング

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23360116
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 知能機械学・機械システム
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 川本 広行 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50318763)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: メカトロニクス / 太陽光発電

研究概要

大規模な太陽光発電が注目されているが，ソーラ―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．このため静電クリーニングシステムを考案し，実験とシミュレーションで有効性を実証した．ガラス基板に埋め込んだ細い平行電極線に2相の方形波を印加すると、基板上の砂塵は電極間の電気力線にそって往復運動をするが、パネルは太陽の向きに傾けて設置されているため、重力によって下方に排出される。実験の結果、20度以上程度のわずかな傾きがあれば、高い性能が得られることがわかった．

研究成果

• [雑誌論文] Sampling of Small Regolith Particles from Asteroids Utilizing Alternative Electrostatic Field and Electrostatic Traveling Wave (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 雑誌名: J. Aerospace Engineering 巻: Vol.27,No.3 ページ: 631-635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic Shield for Lunar Dust Entering into Mechanical Seals of Equipment Used for Lunar Exploration (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 雑誌名: A erospace Engineering 巻: Vol.27,No.2 ページ: 354-358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation and Direct Observation of Dynamics of T oner and Carrier Particles in Electrographic T wo-Component Magnetic Brush Development System (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and M. Adachi
  • 雑誌名: Journal of the Imaging Society of Japan 巻: Vol.52,No.6 ページ: 547-554
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pale Defect of Halftone Following Solid Image in T wo-Component Magnetic Brush Electrophotographic Development System (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto, S. Iesaka and S. Watanabe
  • 雑誌名: Journal of A dvanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing 巻: Vol.6,No.7 ページ: 1298-1306
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic Cleaning Device for Removing Lunar Dust Adhered to Spacesuits (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 雑誌名: J . Aerospace Engineering 巻: Vol.25,Issue3 ページ: 470-473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetic Cleaning Device for Lunar Dust Adhering to Spacesuits (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and H. Inoue
  • 雑誌名: J . Aerospace Engineering 巻: Vol.25,No.1 ページ: 139-142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic Transport of Lunar Soil for In-Situ Resource Utilization (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and K. Shirai
  • 雑誌名: J . Aerospace Engineering 巻: Vol.25,No.1 ページ: 132-138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitigation of Lunar Dust on Solar Panels and Optical Elements Utilizing Electrostatic Traveling-Wave (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto, M. Uchiyama, B. L. Cooper, and D. S. McKay
  • 雑誌名: J . Electrostatics 巻: Vol.69 ページ: 370- 379
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitigation of Lunar Dust Adhered to Mechanical Parts of Equipment Used for Lunar Exploration (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and T. Miwa
  • 雑誌名: J . Electrostatics 巻: Vol.69 ページ: 365-369
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristics of Development and Bead-Carry-Out Phenomena in T wo- Component Electrophotographic Development System (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and S. Iesaka
  • 雑誌名: J . Imaging Science and Technology 巻: Vol.55,No.3 ページ: 030507-1-030507-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Manipulation of Small Particles Utilizing Electrostatic Force (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and K. Tsuji
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: Vol.22 ページ: 602-607
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrostatic Cleaning System for Removing Lunar Dust Adhering to Space-suits (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and N. Hara
  • 雑誌名: J . Aerospace Engineering 巻: Vol.24,Issue4 ページ: 442-444
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微粒子の精密制御が拓く新しい技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川本
  • 雑誌名: 2011 Technical Review, Asahi Sunac Corp ページ: 14-28
• [学会発表] Electrostatic Particle-Size Classification of Lunar Regolith for In-Situ Resource Utilization (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and M. Adachi
  • 学会等名: AIAA SciTech 2014
  • 発表場所: National Harbor , Maryland, USA
  • 年月日: 2014-01-13
• [学会発表] 月面探査機器の隙間へのルナダスト侵入を防止する静電シールド機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 星野, 田島, 稲荷, 川本
  • 学会等名: 機械学会 第22回スペース・エンジニアリング・コンファレンス[SEC'13]
  • 発表場所: 日大
  • 年月日: 2013-12-20
• [学会発表] Sampling of Small Regolith Particles from Asteroids Utilizing Alternative Electrostatic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Maezono, K. Ashiba, Y . Hashi and H. Kawamoto
  • 学会等名: The 20th Session of the Asia -Pacific Regional Space Agency Forum (APRSAF-20)
  • 発表場所: Hanoi, Vietnam
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 静電力を利用した小惑星からの粒子採取システムの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前園, 芦葉, 橋, 川本
  • 学会等名: 日本マイクログラビティ応用学会第27回学術講演会 (JASMAC-27) 予稿集
  • 発表場所: 芝浦工大豊洲キャンパス
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] ISRU のための静電力を利用した月レゴリス分級機構の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 川本, 戸出, 須田
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] 太陽電池発電パネルに堆積する砂の静電クリーニング (2013)
  • 著者名/発表者名: 川本, 柴田, 高橋
  • 学会等名: Dynamics and Design Conference 2013, D&D2013
  • 発表場所: 九州産業大学
  • 年月日: 2013-08-28
• [学会発表] Sampling of Regolith Particles from Asteroids Utilizing Alternative Electrostatic Field (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: Low-Cost Planetary Missions Conf erence (LCPM-10)
  • 発表場所: Caltech, Pasadena, California
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] Electrostatic Cleaning System for Removing Sand on Solar Panels (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and T . Shibata
  • 学会等名: The 39th IEEE Photovoltaic Specia list Conference (39th PVSC)
  • 発表場所: Tampa, Florida
  • 年月日: 2013-06-17
• [学会発表] Electrostatic and Magnetic Cleaning of Lunar Dust Adhered to Spacesuits (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: The 29th International Symposium on Space Technology and Science (29th ISTS)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2013-06-04
• [学会発表] Mitigation of Lunar Dust Adhered to Mechanical Parts of Equipment Used for Lunar Exploration (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: The 29th International Symposium on Space Technology and Science (29th ISTS)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2013-06-04
• [学会発表] Electrostatic Transport and Particle-Size Classification of Lunar Regolith for In-Situ Resource Utilization (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: The 29th International Symposium on Space Technology and Science (29th ISTS)
  • 発表場所: Nagoya
  • 年月日: 2013-06-04
• [学会発表] 強制対流を併用した太陽電池パネルの静電クリーニング (2013)
  • 著者名/発表者名: 川本, 小林, 貝沼, 柴田, 高橋, 木谷
  • 学会等名: 電磁力関連のダイナミクスSEAD25
  • 発表場所: 箱根
  • 年月日: 2013-05-15
• [学会発表] 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安達, 川本
  • 学会等名: Imaging Conference JAPAN 2012 Fall Meeting
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2012-11-30
• [学会発表] ISRU のための月土壌の静電搬送 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川本
  • 学会等名: 第56回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2012-11-20
• [学会発表] 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 (2012)
  • 著者名/発表者名: 對馬, 宮本, 川本
  • 学会等名: 機械学会機械力学・計測制御部門講演会DD2012
  • 発表場所: 慶応大
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 静電力を利用した小惑星からのサンプリング技術 (2012)
  • 著者名/発表者名: 芦場, 渡部, 川本
  • 学会等名: 機械学会機械力学・計測制御部門講演会 DD2012
  • 発表場所: 慶応大
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] Parametric Investigation on Dynamics of Toner and Carrier Particles in Electrophotographic Two-Component Magnetic Brush Development System Using Direct Observation Technique and Numerical Simulation (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: NIP28 : International Conference on Digital Printing Technologies
  • 発表場所: Quebec, Canada
  • 年月日: 2012-09-13
• [学会発表] Numerical Simulation of T wo-Component Magnetic Brush Development System in Electro-photography (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: 2012 ASME-ISPS/J SME-IIP Joint International Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment, MIPE 2012
  • 発表場所: Santa Clara, California
  • 年月日: 2012-06-18
• [学会発表] Autonomous Electrostatic Sampling of Regolith from Asteroids (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and K. Ashiba
  • 学会等名: Asteroids, Comets, Meteors 2012, ACM2012
  • 発表場所: Niigata
  • 年月日: 2012-05-20
• [学会発表] Electrostatic Shield of Lunar Dust Breaking into Mechanical Seals of Equipment Used for Lunar Exploration (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and P. Ye
  • 学会等名: Earth & Space 2012
  • 発表場所: Pasadena, California
  • 年月日: 2012-04-18
• [学会発表] Electrostatic and Magnetic Cleaning Systems for Removing Lunar Dust Adhered to Space-suits (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: Earth & Space 2012
  • 発表場所: Pasadena, California
  • 年月日: 2012-04-18
• [学会発表] Electrostatic Regolith Sampling from Asteroids (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: Earth & Space 2012
  • 発表場所: Pasadena, California
  • 年月日: 2012-04-17
• [学会発表] 電子写真の二成分磁気ブラシ現像システムのシミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡辺, 川本
  • 学会等名: Imaging Conference JAPAN 2011 Fall Meeting
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] Cleaning Device for Lunar Dust Adhering to Spacesuits Utilizing Magnetic and Electrostatic Forces (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto
  • 学会等名: MAGDA 2011 : The 20th MAGDA Conference in Pacific Asia
  • 発表場所: Kaohsiung, Taiwan
  • 年月日: 2011-11-16
• [学会発表] Pale Defect of Halftone Following Solid Image in Two-Component Magnetic Brush Development System in Electrophotography (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto, S Iesaka, T . Muroga and S. Watanabe
  • 学会等名: NIP27 : International Conference on Digital Printing Technologies
  • 発表場所: Minneapolis, USA
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] Numerical Simulation on Dynamics of Toner and Carrier Particles in Two- Component Magnetic Brush Development System in Electrophotography (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Kawamoto and S. Iesaka
  • 学会等名: NIP27 : International Conference on Digital Printing Technologies
  • 発表場所: Minneapolis, USA
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] 機器の隙間に入り込むルナダストの静電シールド機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 叶, 吉江, 川本
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東工大
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 電子写真の二成分磁気ブラシ現像システムにおける現像剤粒子の動特性シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 川本, 家坂
  • 学会等名: Imaging Conference JAPAN 2011
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-06-07
• [学会発表] 宇宙服に付着したルナダストの静電クリーナーの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 戸出, 村上, 川本
  • 学会等名: 第23回電磁力関連のダイナミクスシンポジウムSEAD23
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-05-18
• [備考]
  • URL: http://www.kawamoto.mech.waseda.ac.jp/kawa/