| 研究課題/領域番号 |
25709020
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
居村 岳広 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (30596193)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ワイヤレス電力伝送 / 磁界共振結合 / 磁界共鳴 / 電界共鳴 / ユビキタスエネルギー / 非接触電力伝送 / センサ |
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| 研究実績の概要 |
本研究は『磁界共鳴によるユビキタスエネルギー社会の実現に向けた研究』と題し，磁界共鳴によるワイヤレス給電の包括的な研究を4ヶ年かけて行なうことである。
今後の社会の発展とワイヤレス給電の発展を考えると，いつでもどこでも電力の融通が出来るユビキタスエネルギー社会が到来することは必然である。ユビキタスエネルギー社会では，いつでもどこでも情報のやりとりができるユビキタス社会同様に，エネルギーをいつでもどこでもワイヤレスで享受できる社会である。このユビキタスエネルギー社会では，ワイヤレス給電の適応先は，送電・受電・中継コイルが入り交じった，多対多（以下，N対N）の磁界共鳴型ワイヤレス給電システムになっていく。しかしながら，N対N給電システムに適応できる理論の不足が否めない。
そこで、3年目となる平成27年度は、磁界共鳴と電磁誘導の統一理論の構築、送電側と受電側の独立制御、2次側のみにおける効率と所望電力の実現について研究を行った。全ての研究において完遂することができた。磁界共鳴と電磁誘導の統一理論は長年出したかった論文であり、論文誌への掲載は感無量である。また、送電側と受電側の独立制御も長年やりたかったことである。そして、最後の2次側のみにおける効率と所望電力の実現に関しては、従来では不可能とされていた事であり、世界的にも大発見となる。この技術は、1次側がどの様な電源であっても、2次側で効率も電力も制御できる。そのため、ユビキタスエネルギー社会には非常に強力な技術なる。
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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
非常に順調に研究は進んでいる。当初の計画の目標は高く掲げていたにもかかわらず、完遂することが出来た。(1)当初の計画以上とはいわないが、十分な成果を上げることが出来た。磁界共鳴と電磁誘導の統一理論の構築は、論文誌に掲載され、送電側と受電側の独立制御も一部が論文誌に掲載予定である。そして、2次側のみにおける効率と所望電力の実現に関しては、国際会議で発表済みであり、また、特許も出願中である。この技術は、複数の負荷へ給電する際に、つまり、ユビキタスエネルギー社会におけるワイヤレス電力伝送技術としても非常に強力な技術である。現在本技術の発展版も現在研究中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度の平成28年は，下記、１），２）の研究に注力する。
１）主磁束から見た磁界共鳴の理論構築 磁界共鳴は大きなエアギャップにおいて高効率かつ大電力を実現できる唯一の方式である。その理由として、1次側と2次側の共振周波数を同じにすると、音叉のごとく共振周波数においてエネルギーが伝わるという説明がされてきた。申請者は本現象をいち早く等価回路で示した。そして、磁界共鳴と電磁誘導の統一理論を報告した。それにより、電磁誘導の一条件が磁界共鳴として動作できることを明確に示した。一方で、ワイヤレス電力伝送は磁界での結合であるにもかかわらず、磁束の議論がされてきていない。そこで、磁束がどの様にこの磁界共鳴に寄与しているのかを明確にし、そのメカニズムについて解明する。
２）ワイヤレスミニシステム ワイヤレス電力伝送を用いてユビキタスエネルギー社会が来ると申請者は唱えているが、多くの人は技術者ではないので、実物をわかりやすい形で示さないと、申請者がイメージしているビジョンを共有することは困難である。最終年度ということもあり、広く多くの人に、『磁界共鳴によるユビキタスエネルギー社会の実現に向けた研究』を理解してもらう必要がある。そこで、ワイヤレスミニシステムを構築し、その実現可能性について広く示すことを行なう。
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