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1ワット振動発電
 小型化に成功。

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1ワット振動発電
 小型化に成功。

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1ワット振動発電
 小型化に成功。

金沢大学の上野らは、1ワットの振動発電デバイスを小型化することに成功しました。そのデバイスと発電の様子を動画1で示します。出力でLEDが眩しく点滅しているのがわかります。これは24×3×90 mm のFe-Ga合金を3.2 mm厚の鋼鉄製のフレームに接着し、コイル、磁石を取り付けたもので、周波数19.5 Hz、加速度0.1 Gの振動で15 Vの電圧が発生します(図1)。実際、加速度を上げると感電する程の電圧が発生し、この時の電圧と電力を測定した結果が図2です。結果、加速度0.8 Gの振動で1 Wの実効電力を得ることに成功しました 。(その時の実効電圧は38 V、最大電力は4.7 Wです。) これは2022年4月のデバイスから40%サイズダウンをしています。付随してFe-Ga合金も小さくなっており、フレームも汎用材料を使用していることから、より低コストでつくることができます。

 

 

 

 

 

図1 19.5Hz 0.1Gの場合の電圧

 

 

図2 発生電力 周波数19.5Hzの場合。0.8Gの加速度で1Wの実効電力が得られる。

 

 

従来の振動発電の出力はミリワット (1/1000ワット)が限度で、耐久性も不明です。一方、金沢大学では、前述の4月に、より大型のデバイスで数Gもの強度振動で耐えうる構造を実現しています。(これについてはアスファルト工場の起振体に実装し、長期の蓄電動作も実証中です。) つまり本デバイスでも強度を十分に確保できると考えられます。1ワットは電池以上の出力です。本技術によりV-GENERATORの活用範囲は、無線センサの電源から、更に大きな「電力回生」に拡大します。なお、このデバイスを活用する場合、振動周波数として5 Hz~30 Hzが適します。また1ワットを出力するには、ある程度の加速度も必要です。

 

この成果を活用し、様々な企業と応用研究を進めて行きます。

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