ニュースリリース

[電気工学専攻]大山研究室の学生が2019年度電気学会産業応用部門 家電・民生技術委員会において『優秀論文発表賞』を受賞しました

電気工学専攻2年生が、2019年度電気学会 産業応用部門で「優勝論文発表賞」を受賞しました。これは、去る2019年5月に東京都の機械振興会館にて行われた「家電・民生技術委員会(IEE-HCA)」において口頭発表した論文に対し受賞したものです。受賞した論文のタイトルは「圧電素子を用いた自励式誘電エラストマー発電システムの発電特性」です。 この研究は学生が既存の研究ではなく、1から新しいものを生みだしたいと取り組んできたもので、捨てられるエネルギーの有効活用にもつながるものです。

圧電素子を用いた自励式誘電エラストマー発電システムの発電特性

近年、二酸化炭素の排出量の増加による地球温暖化が、国際的に深刻な問題となっている。そこで、地球温暖化を抑制する解決策として誘電エラストマー発電(以下DEG)(1)に着目する。DEGは誘電エラストマー(以下DE)を使用して機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電方法である。 DEGの発電方式は、先ずDEの面積を拡大する方向に機械的な力を加えることにより、DEの面積を増大させて厚さを減少させる。次にこの伸長状態を保持したまま高電圧を印加し、DEを充電する。充電が完了したら、DEの面積が減少する方向に機械的な力を加えることにより,DEの面積を減少させて厚さを増大させると,伸長状態の時に充電した高電圧より更に電圧が高くなる。以上の過程が,DEGの発電サイクルである。図1にDEG発電サイクルの模式図を示す。従来のDEGでは外部電源が必要となり,外部電源の追加は発電システムを複雑にするだけでなく,DEG全体の発電量を減少することを意味し,結果としてDEGの発電効率の低下を引き起こす。 本研究では,圧電素子とコッククロフト・ウォルトン回路を高電圧直流電源として具備し,リンギングチョークコンバータにより機器で利用可能な電圧に降圧する自励式DEG発電回路を提案し,MATLAB/Simulinkを用いて提案回路のシミュレーションを行い,その回路動作を検証した。また,実機検証として,入力側回路である圧電素子及びCW回路の昇圧試験及び圧電素子を用いた誘電エラストマーの自励式発電検証を行った。

 

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トピックス   2020/03/05