自然エネルギーと燃料電池によるハイブリット発電技術学習システムの開発

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17500615
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: Sasebo National College of Technology
• Principal Investigator: 大塚 正雄 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (60300654)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三橋 和彦 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 助教授 (60311114) ; 高比良 秀彰 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 講師 (80249896) ; 南部 幸久 佐世保工業高等専門学校, 電気電子工学科, 助教授 (00228115)
• Keywords: 教材開発 / エネルギー教育 / 発電システム / 自然エネルギー / 燃料電池

Research Abstract

近年,エネルギー問題は深刻であり,この分野の研究者・技術者の養成は,工学系教育機関にとって重要な課題である。しかしながら,現在の学生にとって,電気系におけるエネルギー分野は,情報通信分野に比べ古い分野と判断される傾向があり,その意識をかえると同時に,エネルギー分野の重要性と魅力を示す必要がある。本研究では,この電気系におけるエネルギー分野の導入教育の課程において,学生にとって魅力ある実験実習装置の開発を目的として,(1)「風力・太陽光・燃料電池ハイブリット発電教育システム」の開発と,そのモニタリングのための教育現場における試行、(2)その結果に基づいて,小学校(高学年)及び中学校の児童・生徒が「総合学習の時間」や,公開講座,体験入学等で学習できる学習プログラムの開発、(3)地域企業のエネルギー分野への事業拡大の支援を行うための教育用研修プログラムを構築する。本年度は、まず本校電気工学科棟(3階建)の屋上に、購入した太陽光・風力発電システムを設置するための準備を行った。計測・制御装置は、同棟3階の電子工学実験室内の準備室に設置する予定で、そのための配線や、線の引込みのためのダクトの据付け位置の検討を行った。次に、発電負荷として、また、発電電力の視覚化及び体験システムとして、電気自動車及び電動バイクを購入し、電源部の改造(主に充電用インターフェースの改造)及び整備を行った。そして、燃料電池及び大容量バッテリーを可動型として設置するために専用台車を作成し、設置及び整備を行った。このシステムは、風力及び太陽光だけでなく、試験用として商用電源からも充電(エネルギーの蓄積)可能となるよう製作を行った。結果として、専用台車を電気自動車に牽引させることで、可動型の教材を構築することができた。以上、発電が可能となった太陽光・燃料電池ハイブリット発電システムを単体ごとに動作確認し、電気自動車を負荷として統合試験を行った。教材としての使用方法、実習テキスト整備のための基礎データを得るため、学内外のイベントに出展し、可能な範囲でアンケート調査を行い、システムの向上のための指針を得た。次年度は、学内イベントや近隣の小中学校に対する訪問授業、学生実験を通して、システムの教材としての実用化を図る。