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【受賞】第3回電気設備学会学生研究発表会

2022-07-28

優秀賞と準優秀賞を受賞しました

2021年12月27日、東京都八王子市の八王子市学園都市センターで行われた「2021年（第3回）電気設備学会学生研究発表会」で機械電子工学科/専攻科米盛研究室の学生12名が発表し、専攻科2年生の中川湧貴さん、専攻科1年生の榎戸悠真さん、機械電子工学科5年生の中村修斗さん（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（学年は2021年度当時）

受賞論文交流電池に接続する昇圧回路に用いるEDLCの容量変動特性

受賞者

中川湧貴（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

2022年1月19日

論文要旨

本研究室は、共同研究を行っているAC Biode社が開発した独立型交流電池と昇圧回路を組み合わせた新たな電源システムの開発を目指している。交流電池は、AnodeとCathode間にBiodeを挿入することで、電位が1/2になり、安全性かつ長寿命化を実現し、さらに外部スイッチによって交流波形を出力できる。著者らは、交流電池の特長を活かしつつ、本来の電位を維持する手法として昇圧回路を接続することを提案した。コッククロフト-ウォルトン（CW）回路や倍電圧整流回路等の昇圧回路は、交流電池を直流高電圧へ容易に変換できる。本提案システムは、昇圧回路に大容量かつ内部抵抗の小さい電気二重層コンデンサ（EDLC）を用いることで、交流電池より出力される交流電圧を昇圧すると共に、電池の電圧降下を低減することでシステム全体の容量増加が期待できる。

本稿では、倍電圧整流回路に用いるEDLCの容量と周波数、及び負荷変動した提案システムの電力変換効率と実動作を想定した優位性を明らかにする。

受賞論文電動車いすを対象とした非接触給電における切り替え回路の提案

受賞者

榎戸悠真（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優秀賞

受賞日

2022年1月19日

論文要旨

高齢化やバリアフリーの普及に伴い、電動車いす利用者の増加が見込まれる。しかし、現在主流である優先による充電は、プラグをつなぐ手間が必要である。そこで、充電の簡単化を図るため、非接触給電に着目した。非接触給電は無線給電のため、機械的トラブルが少なく、容易かつ安全な給電方法として有望視されている。給電方式は、電磁誘導の法則を用いた手法（以降、電磁誘導方式）が多く採用されており、携帯端末から電気鉄道といった幅広い製品や産業への応用が進められている。しかし、電動車いすを対象とした電磁誘導方式による非接触給電に関する検討を行う。しかし、また、電磁誘導方式による非接触給電は中心ズレに弱いという問題がある。当該問題に対して、筆者らはIHクッキングヒータで用いられている加熱用コイルの分割配置技術、および異形コイルの組み合わせ技術を応用する。

本稿では、先行研究で提案した切り替え回路の再検討を行い、結合係数の変化が共振周波数へ与える影響を確認する。

受賞論文ハイブリッドPVモジュールにおける熱電変換素子の発電特性および改善案

受賞者

中村修斗（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

2022年1月19日

論文要旨

昨今、日本各所で太陽光発電が活用されており、一般家庭にも普及している。本発電法の問題点として、太陽光発電で用いられるPVモジュールの表面が黒色であるため、夏場に長時間太陽光を受けると表面が高温になり、発電効率が低下する。この問題に対して、PVモジュールの輻射熱をヒートポンプに利用し、温水を作り出す「PVサーマルシステム」の開発が進められている。本研究室の先行研究では、PVモジュールと熱電変換素子を組み合わせたハイブリッドPVモジュール（以下：HPV）を試作し、発電電力の測定を行った。そこで、本研究室ではHPVにおける2種類の発電電力をDC-DCコンバータを用いて統一し、システム全体の発電特性を明らかにすることを目的とする。

本稿では、HPV内部にある熱電変換素子の発電特性を報告する。さらに、熱電変換素子への伝熱に対して改善を加え、その結果を報告する。