自動車走行が生むガストを資源とするエコ発電とそれによる高速道路設備への電力還元

本研究の目的は,自動車の高速交通が生むエネルギーを回収して高速道路施設の電力へ循環させ,電力負荷軽減に役立てることである.本年度においては,本研究において試作している自動車励起ガストエネルギー発電ユニットの発電量の応答予測手法を考案した.まず,これまでの屋外実験の結果から,本発電体の最大応答変位角を推定する関係式を求めた.この関係式では自動車の速度と無次元スケールを代入すると,本発電ユニットの最大応答変位角を推定できる.次に最大応答変位と最大発電電圧との関係式を屋外実験結果から求めた.推定された最大応答変位をこの式に代入して最大発電電圧を推定し,電力に変換した.この発電電力と自動車の走行速度,車間距離を用いて電力量を算出できる.この手法を用いて本発電ユニットの発電量をシミュレートした.無次元スケールが0.06の自動車が100km/hの速度,車間距離100mで走行すると仮定したところ,本発電ユニット単体の発電量は400Whと見込まれた.さらに本発電ユニットは単体で使用するのではなく,道路脇に複数並べて配置することを想定しているため,このケースについても発電量の予測を行った.全長2kmのトンネル内に本発電ユニットを一列に並べて設置することを想定すると,約7千台が設置可能である.この場合の総発電量を先に述べた自動車走行の条件の下で算出したところ,約2.8MWhと得られた.本発電ユニットの配置段数を高さ方向に増やす,あるいは両脇に設置するようにすれば,得られる総発電量はこれらに比例して増加する.

本研究の目的は,自動車の高速交通が生むエネルギーを回収して高速道路施設の電力へ循環させ,電力負荷軽減に役立てることである.本年度においては,本研究において試作している自動車励起ガストエネルギー発電ユニットの発電量の応答予測手法を考案した.まず,これまでの屋外実験の結果から,本発電体の最大応答変位角を推定する関係式を求めた.この関係式では自動車の速度と無次元スケールを代入すると,本発電ユニットの最大応答変位角を推定できる.次に最大応答変位と最大発電電圧との関係式を屋外実験結果から求めた.推定された最大応答変位をこの式に代入して最大発電電圧を推定し,電力に変換した.この発電電力と自動車の走行速度,車間距離を用いて電力量を算出できる.この手法を用いて本発電ユニットの発電量をシミュレートした.無次元スケールが0.06の自動車が100km/hの速度,車間距離100mで走行すると仮定したところ,本発電ユニット単体の発電量は400Whと見込まれた.さらに本発電ユニットは単体で使用するのではなく,道路脇に複数並べて配置することを想定しているため,このケースについても発電量の予測を行った.全長2kmのトンネル内に本発電ユニットを一列に並べて設置することを想定すると,約7千台が設置可能である.この場合の総発電量を先に述べた自動車走行の条件の下で算出したところ,約2.8MWhと得られた.本発電ユニットの配置段数を高さ方向に増やす,あるいは両脇に設置するようにすれば,得られる総発電量はこれらに比例して増加する.