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私の夢

私の夢は「携帯発電機」の開発と普及です。

子供の頃からSFが好きで、スタートレック、サンダーバードが大好きでした。
こうしたSFに出てくる様な新しい機器を世に出したいという思いを持ってきました。
また科学、テクノロジーも大好きです。

子供の頃、石油危機を体験し、2011年3月11の震災で今度は電力の計画停電を経験しました。
現在の生活は電気に支えられていますが、如何に脆弱な物かと言う事を思い知らされる体験でした。

火力発電所を動かす石油、天然ガスの高騰、原発を再稼働すべきかの国民的な対立する世論問題、地球温暖化の問題、再生可能エネルギー普及の遅さと大型施設建設の場合の周辺住民との対話や進め方等問題は多々あります。

21世紀を代表するアメリカの新興宇宙ベンチャー企業「スペースX社(民間宇宙企業で史上初の国際宇宙ステーションISSに自社の“ドラゴン無人貨物船”と打ち上げロケット“ファルコン9”の組み合わせで物資を供給)会長の“イーロン・マスク氏”は電気自動車の“テスラ・モーターズ”会長でも有り、今後絶対に必要なのは「持続可能エネルギーの生産と消費だ。そのために広めなければならないのが電気自動車だ。」と語り、ソーラーパネルレンタル企業(ソーラシティ社)、日本のパナソニックと共同での世界最大のリチウムイオン電池工場(ギガファゥトリー)、電気自動車企業(テスラ・モーターズ)を強力に推し進めています。ここで持続可能エネルギーの生産⇒蓄積⇒消費を行う考えです。
持続可能エネルギーの生産と消費の流れは歴史的に必然だと思えます。

こうした中、町や社会を動かす基盤である大型発電機は庶民ではなかなか関与しがたいですが、自分の身の回りのその中でも自分が使う少量の電気なら自分で作れるようにできる、また19世紀以来変化のない蒸気タービンで発電する発電機ではない発電機を自分で開発できれば大いにテクノロジーにも貢献できると考え「携帯発電機」に興味を持ちました。

現代の科学、テクノロジーは一般庶民から離れ、研究所や大手企業の専門家の手に委ねられている傾向が有ります。以前は誰でもすぐに理解しやすかった電子機器の回路などもコンピューターが出てきてからはブラックボックスの中となり、エンジニアもチェンジニアと中身が分からないブラックボックスのモジュールばかりを扱う傾向が有ります。また子供の玩具も以前は仕組みがすぐに分かる様なものでしたが、最近のゲーム機、スマホを使ったゲームは装置はブラックボックスの中でどういうメカニズムなのか分りずらく成りました。
しかし、科学もテクノロジーも一部の人たちの独占物ではないはずで、一般庶民もこの科学とテクノロジーを自分たちの物とし、生活の中にどんどん取り入れて行くのが歴史的な筋だと思います。

食料の生産に関しては自分で小さな菜園をつくり消費する地産地消の「家庭菜園」が都市圏で普及しつつあります。エネルギーも地産地消が良いと思います。

最近は環境発電と言う分野で生活環境にある無駄に捨てられているエネルギー(生活の排熱、人の歩行時の振動等)を有効に活用しよう、しかもそれは環境にやさしいクリーンである。と言うものが世に出回り始めています。

またWebの発達でソフトに関しては「リナックス」に代表されるように専門家ばかりでは無く、多くの人が参加して皆で皆が使う良いものを作り上げようとの考えが広まっています。電子工作を技術者だけでなく、デザイナー、アーティストが行ってゆこうとの「Arduino」もだんだんと世界的に広がりつつあります。また、「MAKERS(メーカーズ)」という、工業製品もWebを活用する事によりITの様にみんなで発明し、皆で生産し、消費しようとのムーブメントも大きくなりつつあります。自分で生産し消費するという「生産消費者」と言う概念が確立されつつあります。

こうした中、皆で簡単に使え、手ごろな大きさの携帯発電機を作りたいとの思いが大きくなりました。

自分は電気の専門家ではないので知識、技術は余り有りません。皆様の応援を頂ければと思う次第です。

ホビー感覚とDIYが好きな人に広めて行きたいと思います。

皆様、今後とも宜しくお願い致します。

2014宇宙博見学

 千葉県の幕張メッセに2014宇宙博を見に行ってきました。過去に何度か宇宙機器の展示会が開かれていますが、今回は米国NASAと日本JAXAの展示会です。一部米国の民間宇宙会社と日本の民間月面探査「ハクト」の展示が有りました。米国の民間会社は既に国際宇宙ステーション「ISS」に物資を補給し、2017からは宇宙飛行士の移送にも利用されます。日本の民間会社はまだまだですが、Xプライズ2に参加し、月面無人探査車を月面で走らそうと計画する「ハクト」さんにも何とか、実現してほしいものです。

 他に、テレビでも紹介されましたが、高高度39,000mからダイビングスーツに身を包みスペースダイビング(スカイダイビング(通常地上4,000mの高さ)の上空)した時、上空にダイバーを運んだ気球に着けれていたゴンドラ、音速を超えたスペースダイビングスーツも公開されており、新しい宇宙をめぐる人々の活動を紹介するブースも有りました。

 従来、米ソの冷戦から始まった宇宙開発も国の事業以外に広く民間にも広がり始めた事を感じさせる展示会でした。欲をを言えば、今回日本の北海道で展開されている民間の宇宙ロケット開発の紹介がなかったのと米国で勢いのある民間宇宙開発会社イーロン・マスクの指揮する「スペースX]の展示もできればして欲しかったところでは有ります。次回そのような展示会が開かれる事を期待するところです。

世界初の宇宙飛行士ユーリ・ガガーリン(1961年4月12日飛行、地球を90分かけて1週)
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米国宇宙開発の立役者ヴェルナー・フォンブラウン
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タイタンロケットの液体燃料エンジン
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液体燃料エンジンの模式図
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月面有人探査宇宙船アポロの司令船(CM)
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アポロ司令船(CM)の内部
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月着陸船(LM)の操縦席
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アポロの月面有人探査車(アポロ15~17号:合計3台が宇宙飛行士2名を乗せ月面を走行)
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スペースシャトルのコクピット
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米国NASA無人火星探査車(火星ローバー)キュリオシティー(現在火星表面を探査走行中)
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日本JAXA国際宇宙ステーションモジュールきぼう
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船外宇宙服
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ソーラーセイル(太陽帆ヨット:太陽からの光の圧力だけで推進;燃料がいらない)「IKAROS」
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宇宙を飛行するIKAROS
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IKAROSのソーラーセイルの太陽帆の一つの辺(1/4)
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日本の民間月探査プロジェクト「ハクト」月面探査車1[Xプライズ2参加予定]
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ハクト月面探査車2
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スペースダイビング(高度39,000mからのダイビング)用気球に付けたゴンドラ
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スペースダイビングジャンパースーツ(高度39,000mから地表に落下中、ダイビングで史上初めて音速を超えた)
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民間宇宙会社「シエラネバダ」の有人宇宙往還機「ドリームチェイサー」今回残念ながらNASAのISSへ人を2017年から輸送する契約からは落選したが、日本のJAXAとの技術協力の話を進めている。
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宇宙エレベーターを目指した日本の研究の実験モデルの一例(世界的には2050年の完成をめざし、世界的に研究が進行中)
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PV Japan2014/再生可能エネルギー展2014見学報告

2014/7/30~8/1の3日間、東京江東区の“東京ビックサイト”で開催された、「PVJapan2014/再生可能エネルギー展2014」を見学してきた。昨年も見学したが、今年は小型水量発電の展示が少なかった気がしました。太陽光発電(Solar Proto Voltaic)はPV Japanと別途名称がつくように一番多くの展示がされていました。

会場:東京ビックサイト
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展示会の案内
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会場
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展示内容は太陽光発電、風力発電、海流発電、小型水力発電、地中熱利用(発電ではなく地中と大気中の温度差を利用したヒートポンプによる暖房)が有り、また太陽光の利用として発電ではなく市民団体による“ソーラークッカー(太陽熱を利用した調理器)”に利用機器等も展示されていました。また出展はNEDOの様な国の法人、大手メーカー以外に、NPOや市民団体も出展していました。

[太陽光発電]
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[次世代太陽光発電(太陽を追ってパネルの向きを発電に最適な向きにする機構付)]
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[DYIソーラー発セット(LOOOP:ブロックの組み合わせで設置が簡易にできるタイプ)]
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[風力発電]
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[小型水力発電機]
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[海流発電機]
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[地中熱利用によるヒートポンプでの暖房]
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[リチウムイオン電池による蓄電装置(パナソニック)]
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[DC-DCコンバーター]
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[NPO,市民団体による展示]
[自然エネルギー推進市民フォーラム(REPP)]
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以上となります。

最近は市民団体がクリーンな自分たちの発電所を作ろうという話も増えてきました。太陽光、小型水力、風力による発電や今回市民団体が展示した自然エネルギー利用のソーラークッキングや温度調節等の方法も拡大してゆけばと思っている次第です。

自然エネルギー利用、再々可能エネルギーの展示会は他に暮れに行われます「エコプロダクツ」にも多数出展されます。こちらも期待したいです。

TECHNO-FRONTIER2014

去る、2014/7/23~25迄、東京都江東区にある、「東京ビックサイト」にて“TECHNO-FRONTIER2014”が開催され、この中でエネルギーハーベスト展も開催され、見学に行ってきた。
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今回の特徴として感じたのは、ワイヤレス給電の展示が増え、ワイヤレス給電ではコイルによるワイヤレス給電が主役で有ったが、今回、電界結合のワイヤレス給電装置も出展されていた。また小型振動発電デバイスの中心的な“エレクトレット”のアプリケーションで大型の手回しデバイスが出展されたこと、磁歪式発電器もだんだん発展してきたことである。

[ワイヤレス給電関係]

[東京大学研究室の展示]
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[ワイアレス給電用コイルアプリケーション]
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[磁界ではなく、電界を利用した「電界結合非接触電力伝送技術」
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[エレクトレットを使用したデバイス(小型化に適している:静電誘導を利用)]
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[ピエゾ(圧電効果)を利用振動発電]
[振力電池((株)音力発電)
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[磁歪式発電機(金沢大学)]
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[電磁誘導利用(スミダ)]
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[環境発電の意義]
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[そのほか]
真偽は分かりませんが、下記の様な展示も有りました。
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以上見学の報告です。
浦野でした。

ペルチェ素子による温度差発電

熱電素子という温度差を利用し発電する方法が有る。今回、「エレキジャックNo.5(CQ出版):2008年2月1日発行」の特集「ペルチェ素子を使った温度差発電」を参考に、東京秋葉原の電気街より部品を集め、実験を行った。
家で日常的に飲む「ホットコーヒー」にて簡単に発電ができる。

「はじめに」
・熱電素子であるペルチェ素子を使用し、モーターを回転させた。
・ペルチェ素子は高温源と低温源に極面を接触させると、端子より直流(DC)電流が取り出せる。
・今回、高温源にコーヒーカップに入れたコーヒー(T=74℃)
・低温源にCPUヒートシンク(表面温度:T=26.5℃)を配置。
・ソーラーモーター(低電圧、低電流で駆動)を回転させた。温度は非接触式温度センサーを用い測定した。

「ペルチェ素子」
 ペルチェ素子とは、直流電流を通電することにより、一方の面からもう一方の面に熱を移動させる効果のある熱電変換素子で、冷却と加熱及び温度制御を行う事ができる半導体である。逆に一方の面に高温、も一方の面を低温にすると直流電流が発生する。今回、素子の両面に温度差を与え、端子から電流を取り出し負荷に供給した。
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「高温側熱源(カップに入っているホットコーヒー)<表面温度=74℃>」
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「低温側熱源(CPUヒートシンク<表面温度=26.5℃>」
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「負荷:金属皮膜カラー抵抗での発生電圧・発生電流測定(R=10Ω)
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ペルチェ素子からの出力電力
高温側:T=74℃   低温側:T=26.5℃
・発生電圧:DCV=0.48V
・発生電流:DCI=47.8mA
・発生電力:P=0.023W
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「熱電素子(ペルチェ素子)での発電実験」 ペルチェ素子でモーターを回す。
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「モーター回転波形図」
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勢いよくモーターが回転しているのが分かる。

電磁式振動型発電機の実験

 周囲にコイルを置き、その中心を永久磁石が往復させることによって発電をさせるという振動発電機がいくつか市場に出回っている。懐中電灯や、携帯電話への充電用として利用されている。
図1.
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今回この振動型発電機に関し、色々と検討した。
改造、実験したのは図2の機器
図2.
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[はじめに]
・ 発電に有効な事は“磁界の変化を大きくする”、“磁界の変化速度を早くする”事であるが、この方法として、“磁極 を多極化する”が有る。
・今回、永久磁石が中心に有り、周囲にコイルがある手動式の振動発電機において、
 (1)コイルの数量を増やした場合。
 (2)隣り合うコイルの極性を変えた場合
 とに変化させ、磁場構造の変化による起電力の状態を検討した。
・ 今回、(株)アーテック社の電磁誘導コイルを購入し、これにコイルの増加、永久磁石を希土類に変えた場合とを 加え実験した。

[コイル仕様]
・振動機本体寸法:φ16×232mm
・材質:アクリルパイプ
・コイルA(購入品のコイル):空心;コイル大;巻線φ24×40mm,115Ω-47mH-0.46μF
・コイルB:空心;コイル大;φ24×26mm,巻線:PEW-φ0.16-1,500回巻-86.1Ω-24.1mH-0.457μF
・コイルC:空心;コイル大;φ24×26mm,巻線:PEW-φ0.16-1,500回巻-86.5Ω-24.8mH-0.759μF
[磁石]
・アルニコ磁石
図3.
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・ネオジウム磁石
図4.
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[実験機器及び実験結果]
図5-6
電磁式振動発電機1
図7-8.
電磁式振動発電機2
図9-10.
電磁式振動発電機4
[実験オシロ波形図]
・波形図例1.「アルニコ磁石、出力コイル1ヶ時、出力電圧値波形」
図11.
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・波形図例2.「アルニコ磁石、出力コイル3ヶ時、出力電圧値波形」
図12.
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[結論]
・ 中心に永久磁石を入れ、左右に手で振動させた出力コイルから出力電圧を取り出す場合、磁極を多極化させた出力 コイルの数量が多い方が取り出される出力電力は大きかった。
・出力コイルはコイルの隣同士で反発の場合が吸引に対して出力は大きかった。

以上

謹賀新年

ユビキタス発電研究所
のブログを見て頂いている皆様

新年明けましておめでとう御座います。

昨年秋、ブログを立ち上げ、2年目になりました。

本年も、変わらぬご贔屓、ご指導、ご鞭撻の程をお願い致します。

より一層のブログの充実を目指す所存です。

宜しくお願い致します。

管理人

今年最初の実験です。
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