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【受賞】第1回電気設備学会学生研究発表会

優秀賞と準優秀賞を受賞しました

2019年12月26日、東京都足立区の東京電機大学で行われた「第1回電気設備学会学生研究発表会」に機械電子工学科/専攻科 米盛研究室の学生12名が発表し、専攻科2年生の西原 貴之さん、専攻科1年生の八木 貫太さん、機械電子工学科5年生の継田 夏海さん(指導教員:米盛 弘信准教授)が電気設備学会学生研究発表会優秀賞・準優秀賞を受賞しました。

受賞概要

受賞論文 PVモジュールから放射されるノイズの低減を目的としたスペクトラム拡散型MPPTの評価
受賞者
西原 貴之(専攻科 2年)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会学生研究発表会 優秀賞
受賞日
2019年12月26日
論文要旨

昨今、太陽光発電は導入が容易であることから企業や一般家庭まで広く普及している。しかし、メガソーラーなどの大規模な太陽光発電設備より他の機器に悪影響を及ぼすノイズが発生しているという報告が挙がっている。太陽光発電システムによる無線へのノイズは、PVモジュールの発電電力を変換するパワーコンディショナ内のスイッチング動作が原因であることが知られている。また、ノイズの影響により他の機器への電磁障害も懸念されている。そこで筆者らは、パワーコンディショナに搭載されているMPPT(Maximum Power Point Tracking)機能を付加したDC-DCコンバータ(以下:MPPT)のスイッチング動作によってPVモジュールから放射されるノイズに着目している。先行研究では、PVモジュールから放射されるノイズを測定し、MPPTのスイッチング動作が放射ノイズに起因することを明らかにした。また、MPPTのスイッチング動作にスペクトラム拡散を導入し、15WPVモジュールの近傍界に発生するノイズのスペクトル低減効果を確認した。

本稿では、PVモジュールの出力を大きくした場合のノイズ低減効果の評価を行う。30WPVモジュールのバスバー配線を模した銅線(模擬PVモジュール)を用いてMPPTのスイッチング動作にスペクトラム拡散を導入した際の放射ノイズを測定したので報告する。

受賞論文 IHクッキングヒータの電源に混入するノイズによって発生する騒音
受賞者
継田 夏海(5年 機械電子工学科)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会学生研究発表会 準優秀賞
受賞日
2019年12月26日
論文要旨

昨今、家庭等にIHクッキングヒータ(以降、IH調理器)が普及している。しかし、IH調理器から可聴域騒音が発生し、人々に不快感を与えているという報告がある。先行研究では、商用電源に重畳した電源ノイズが騒音の原因であることや、鍋底径を大きくすると騒音が大きくなることが報告されている。また、重畳する電源ノイズ周波数によって騒音の大きさが変化することが示唆されたが、原因の解明には至っていない。先の研究では、商用電源100Vに対して0.05%~0.7%程度のノイズが重畳すると環境省が定める環境基準を超えることが明らかにされている。環境省の騒音に係る環境基準「専ら住居の用に供される地域」「主として住居の用に供される地域」における騒音は、昼間で55dB以下、夜間で45dB以下が基準値として設定されている。一方、電源に重畳するノイズの周波数に関する規制は設けられているが、CISPR規格14-1より、9kHz以下は規制の対象になっていない。したがって、IH調理器から騒音を出さないための新たなガイドライン策定が必要であると考える。本研究では、1~9kHzの電源ノイズを重畳し、騒音の判定を行う。そして、電源ノイズと騒音の関係を明らかにする。

本稿では、IH調理器用の騒音に関するガイドラインの策定に資するため、文献より、重畳する電源ノイズ振幅値を300mVrms、100mVrmsとしたときに発生する可聴域騒音を報告する。

受賞論文 電磁誘導を応用したノイズ抑制に用いる抑制線の実用的検討
受賞者
八木 貫太(専攻科 1年)
米盛 弘信(機械電子工学科 准教授)
受賞名
電気設備学会学生研究発表会 準優秀賞
受賞日
2019年12月26日
論文要旨

近年、世界中で様々なエネルギーが日々消費されており、その中でも化石燃料の割合は高い。そのため、枯渇の心配が無い再生可能エネルギーが注目を浴び、様々な研究開発が行われている。再生可能エネルギーの中でも、太陽電池の研究は盛んに行われており、シリコン太陽電池(以下PVモジュール)が最も多く普及している。しかし、PVモジュールから放射されるノイズがAMラジオ帯(526.5~1606.5kHz)に干渉する問題が報告されている。また、PVモジュールの面積が拡大することによって、放射するノイズも増大していく傾向がみられる。そこで本研究室では、PVモジュール表面より放射されるノイズの抑制法を検討している。先行研究では、抑制線をPVモジュール裏面に設置して電磁誘導を利用するノイズ抑制法が有効であることが分かった。しかし、高周波環境では表皮効果が発生し、抵抗値が高くなりノイズ抑制を妨げる恐れがある。そこで、本研究では、抑制率向上のため、新たな抑制線としてリッツ線を検討した。

本稿では、作製した抑制線を用いてノイズの抑制効果を実際のMPPT(Maximum Power Point Tracker)を用いて検討し、抑制効果を確認したので報告する。

メッセージ

西原 貴之さん(専攻科2年)

このたび、第1回電気設備学会学生研究発表会にて「優秀賞」を受賞させて頂けたことは光栄なことであると思っております。このような受賞の機会を頂きましたのは、米盛先生をはじめ、指導してくださった先輩方、自分を支えてくれた同級生や後輩の皆様のおかげであると実感しています。今後も、本受賞を励みとして仲間と精進していく所存であります。

継田 夏海さん(5年 機械電子工学科)

この度、第1回電気設備学会学生研究発表会にて準優秀賞を受賞させていただき、大変光栄に思います。また、貴重なお時間を割いて遅くまでご指導いただいた米盛先生をはじめ、研究室の先輩方、同級生には非常に感謝しております。受賞を通して、研究のみでなく様々なことに対して熱心に、真剣に取り組むことが重要であるということを実感するとても良い経験となりました。今回の受賞でおごることなく励みとして、今後もIH調理器から発する可聴領域騒音の研究を進めたいと思います。

八木 貫太さん(専攻科 1年)

この度、第1回電気設備学会学生研究発表会にて準優秀賞を受賞させていただき、大変光栄に思います。また、貴重なお時間を割いて遅くまでご指導いただいた米盛先生をはじめ、研究室の先輩方、同級生、後輩たちには非常に感謝しております。受賞を通して、改めて研究への意欲が沸きました。日々の研究で今回の受賞でおごることなく励みとして、今後も電磁誘導を応用したノイズ抑制に用いる抑制線の研究を進めたいと思います。

機械電子工学科米盛 弘信准教授

このたび、西原くんが「優秀賞」、八木くんと継田さんが「準優秀賞」を受賞し、指導教員として大変嬉しく思います。西原くんと八木くんが従事している研究は、太陽光発電におけるノイズ問題を解決するための取り組みであり、JSPS科研費JP18K04117(PVモジュールから発するノイズの低減を目的とした吸収材およびアンテナ技術の応用、基盤研究(C),2018-2021年)の助成を受けて推進しています。

また、継田さんが研究している内容は、IHクッキングヒータから発生する可聴領域騒音を対象としたものです。本研究室では、これらの身近な課題に対して学生と教員が一緒になって実験ベースで研究に取り組んでいます。これからも社会に貢献できるように学生共々がんばってまいりますので、よろしくお願いいたします。

表彰状

  • 西原さんの賞状
  • 継田さんの賞状
  • 八木さんの賞状

大会概要

名称
「第1回電気設備学会学生研究発表会」
期日
2019年12月26日(木)
会場
東京電機大学
主催
一般社団法人 電気設備学会
サレジオ高専
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