発電量が従来の2倍、鉄道システム向け振動発電モジュールが登場

人間の生活、工場配管など産業機器、鉄道や電車の振動を電力に変える。「振動発電」は、あらゆるモノがネットにつながるIoT、各種監視システムにおけるセンサーネットワークの自立電源として期待されている。


鉄道業界では、脱線などの重大事故を防ぐために、車両台車向けの状態監視システムの開発が進んでいる。が、台車周辺に設ける各種センサー用の電源ケーブルの敷設には困難を伴う場合が多く、また、システムの高度化により、信号処理や無線データ伝送等に要する全ての電力を振動発電で賄うことは技術的にも難しい状況であった。ゆえにシステムの省電力化と並行して、振動発電の大電力化に関する技術開発が望まれていたという。

東芝は、発電量を従来の2倍に高めた鉄道車両監視向け電磁誘導型振動発電モジュールを開発した。

発電量の最大化には、振動発電機の発電密度(体積発電電力密度)を高め、そこから効率良く電力を取り出す必要がある。そこで従来同社は、磁石配置を工夫した独自構造の電磁誘導型振動発電機を開発し、鉄道総合技術研究所の試験線にて実車でその有効性を立証――。今回、新たに整流変圧回路を備えた振動発電モジュールを開発し、発電電力を従来の4.0mWから8.9mWに高めることを可能にした。

振動発電モジュールは、発電サーキットに対する等価抵抗を任意に調整可能な整流変圧回路を備えていて、上記独自構造の振動発電機から効率的に電力を取り出すことができ、最大電力動作点での発電条件調整を可能とした。鉄道車両走行時の台車振動実測データに基づくシミュレーションを鉄道総研とともに行い、上記発電性能が実環境振動下にて確認されている。

試作機を鉄道総研'18年度技術フォーラムで披露し、その技術詳細を精密工業会秋期大会にて発表する。東芝は今後、設計の適正化や環境耐久性などの改善を図り、鉄道車両台車での適用を視野に入れて、さらに研究開発を進めていく構えだ。

環境振動を利用した発電量を2倍にする鉄道車両監視向け振動発電モジュールを開発

カテゴリー: 情報通信 , ロジスティクス   

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