環境振動を用いたエネルギーハーベスティング

(2015年4月24日 11:00〜12:30)

　近年,自立型ワイヤレス無線センサ等の電源として,環境に薄く広く存在する熱,振動,光,電波などのエネルギーから電力を取り出すエネルギーハーベスティング技術が注目されている。
　なかでも,振動からの発電は,道路,鉄道などインフラの構造ヘルスモニタリング,自動車,航空機などの輸送機器,携帯医療福祉機器などへの応用が期待されている。ここでは環境発電の意義,振動発電の原理,最新の開発状況と展望について解説する。

1. エネルギーハーベスト (環境発電) とは
   1. 電源の付加価値
   2. モノのインターネット
   3. エネルギーハーベストへの期待
2. 環境振動発電
   1. 環境振動発電の理論
   2. 発電出力の機械的限界
   3. 機械振動=電力変換原理
   4. 電源管理回路
3. 静電誘導発電
   1. 静電誘導発電の原理
   2. エレクトレット
   3. エレクトレット材料,荷電技術
   4. エレクトレット発電器
4. 振動発電の最新情報
   1. 広帯域に対応する振動発電器
   2. 非線形特性を持つ振動発電器
   3. MEMS振動発電器の最新開発状況

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流れによる振動を利用したマイクロ発電と電力自立センサへの応用技術

(2015年4月24日 13:15〜14:45)

　気流や水流に置いて生じる渦を利用した振動発電技術に関して,振動発生の原理から発電システムの実例までをわかりやすく解説します。
　流動抵抗とはなにか,カルマン渦を駆動源とした渦励振発電がこれまで実用化できなかったわけ,後流操作で振動を制御する技術,そして広い流速範囲で発電可能な縦渦励振発電技術について解説致します。

1. 渦はどうしてできるのか
   1. 理想流体と粘性流体
   2. 渦と流動抵抗
   3. カルマン渦
2. 渦と振動
   1. カルマン渦と渦励振
   2. 後流物体によるカルマン渦の抑制
   3. 縦渦励振現象とは
3. 縦渦励振を利用したマイクロ水力・風力発電
   1. 縦渦励振による振動発電装置の概要
   2. 流れのエネルギを利用した電力自立型センサ

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自動車の振動を活かす小型高効率発電システムの開発と今後の課題

(2015年4月24日 15:00〜16:30)

　近年,低炭素化社会の実現に向け,再生可能エネルギーによるエネルギーハーベスティング技術が注目されており,その一つに振動エネルギーの回生技術がある。
　最近ではLEDやワイヤレス技術の進化に伴い,このような低消費電力デバイスにまわりの環境から必要なエネルギーを取り出して動作させる発電・供給技術の要求も強い。
　このような地産地消型の振動発電デバイスによるエネルギー回生技術の確立が望まれている。ここでは,自動車振動に着目し,その振動を効率的に回生し低消費電力機器などにバッテリーレスで電力供給可能な,セルフパワードシステムを構築するための圧電デバイスを用いた振動発電技術について紹介する。

1. 自動車振動と振動発電
   1. 低炭素化社会への貢献
   2. 自動車振動
   3. 振動発電における課題
   4. 開発目標
2. 走行試験と加速度振動解析
   1. 発電デバイスの設置箇所とターゲット周波数
   2. 走行試験結果
   3. 振動解析～計測軸/路面/車両/乗車人数/速度などの比較～
   4. 自動車振動の特徴と効率的発電
3. 圧電デバイスの基礎特性測定
   1. 加振実験
   2. 電力測定回路
4. 多モード・多軸振動回生可能な振動発電装置
   1. 原理検証モデル
   2. 原理検証モデルの応力解析
   3. 原理モデルのシステム同定
   4. 今後の展望

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