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「風車を使わない! シンプルな微風力発電」

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風振動発電

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「風車を使わない! シンプルな微風力発電」

【図1 風振動発電の用途例と風洞実験】

 

風洞内での風振動発電実験の様子

 

人やモノ、風や水流の動きなど、身の回りの振動から電気を起こすのが振動発電であります。風振動発電装置は、トンネルや橋梁等の状態監視、空調ダクト等の風速・温度のモニタリングのセンサ自体やセンサ信号送信に必要な電力を電池に代わって永久的に供給します。動画は、風洞測定部内に設置したU字形振動発電デバイスと、その先端に接続された受風部の流力振動する矩形柱の模型です(風は左側から吹いています)。風速1m/sから発電を開始して、風速4m/s以上で2mW以上の電力を発生します。流力振動には様々な種類がありますが、断面辺長比がD/H = 0.1~0.5 (D:模型の流れ方向長さ、H:流れ直交方向長さ)の薄っぺらい矩形柱の模型に発生する低速ギャロッピングと呼ばれる流力振動現象を利用して、風速1m/s以下の低い風速から発電が開始する風振動装置を開発しています。

 

 

 

【図2 フィールド実験装置外観と計測システム】

 

矩形柱の模型を熱可塑性CFRP(炭素繊維強化プラスチック)で製作して、耐久性を向上させてフィールド実験を行っています。その外観と計測システムの概略図です。金沢大学実験棟(ハードラボ4)屋上に風振動発電装置を設置・計測して、発電電圧・風速・風向等をクラウドに上にアップしてデータを取得しています。

 

 

 

自然風によるフィールド実験 ~尾翼付き風振動発電装置~

 

熱可塑性CFRP(炭素繊維強化プラスチック)で製作した矩形柱模型と、尾翼を取り付けて風向変動に追従可能な機能を持たせた風振動発電装置です。発電機からの電力はスリップリングを介して外部に取り出せるようになっています。強風時も壊れずに、令和4年1月から稼働しています。

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