振動発電における発電効率向上技術とセンサーネットワークへの応用

第1部 圧電MEMS技術を用いた高効率振動発電素子の開発

(2015年4月3日 10:30〜12:00)

振動発電の原理や応用分野など基本的な内容を解説した後、主要技術の一つである 圧電MEMS素子に焦子点をあて、高効率点をあて、高効率化、高出力化にむけた素子開発および材料技術について説明する。素子の試作例、評価方法 (出力、効率、電気 機械結合係数など) 、出力特性の例を紹介した後、現状の開発動向をまとめ、今後の展望及び課題について述べる。

1. 振動発電の基礎
2. 圧電MEMS振動発電素子の特徴
3. 圧電MEMS振動発電素子の応用範囲
4. 解析モデルの構築
5. 主な圧電体薄膜の説明と比較
6. 圧電体薄膜の材料開発技術
7. 圧電体薄膜の評価技術
8. BiFeO3薄膜の紹介
9. 圧電MEMS振動発電素子の試作例とその特性
10. 振動発電素子の評価方法
11. 振動解析に基づいた有効電気機械結合係数の評価
12. 高効率化・高出力化に向けた取り組み
13. 今後の展望と課題
• 質疑応答・個別質問・名刺交換

第2部 ボタン電池の置き換えが狙える小型振動発電機の開発、発電効率向上への展望

(2015年4月3日 12:45〜14:15)

振動発電は、身近な振動や動きから発電を行う技術で、その応用は電池のいらないワイヤレスセンサシステム、リモコンから波力、風力発電等の再生エネルギーまで多岐にわたります。磁歪材料を用いた振動発電技術は、鉄系磁歪材料の優れた磁気・磁歪・材料特性を反映し、小型で堅牢、高効率、高出力、 低出力インピーダンス、高耐熱性の特徴を有する汎用性のあるものです。本セミナーでは、磁歪振動発電の原理と特徴を、最新の実験結果やデモ機による実演を交え分かり易く解説します。また振動発電の応用例や汎用デバイスについても紹介いたします。技術や市場は大きく進展しています。

1. 磁歪材料を用いた振動発電の概要
   1. 振動発電の背景とメリット
   2. 従来技術の現状と課題
      1. 圧電素子
      2. 電磁誘導
      3. エレクトレット
   3. 磁歪材料と逆磁歪効果、鉄ガリウム合金
   4. 発電機の基本構造と原理、特徴
   5. 試作機の評価と実演
      1. 電動歯ブラシによる発電
      2. 発電スイッチ
      3. ワイヤレスセンサシステムなど
   6. 応用のポイント、市場性、課題など
2. 磁歪材料、汎用デバイス
   1. 鉄ガリウム合金の特徴
      1. 製法
      2. 加工性
      3. 温度特性など
   2. 汎用デバイス
   3. 応用別のデバイス構造、利用法
   4. 求められる磁歪材料の特性
   5. 国内外の研究状況
• 質疑応答・個別質問・名刺交換

第3部 エネルギー・ハーベスティングを活用したセンサーネットワークの開発と振動発電技術への期待

(2015年4月3日 14:30〜16:00)

エネルギーハーベストの中で振動発電は、センサネットで最も活用範囲の広いものであり、変換効率、コスト、サイズ、低消費電力化が望まれます。本講では活用事例の一端と今後の技術課題を紹介いたします。

1. はじめに
2. エネルギーハーベスティング技術
   1. 適応領域と種類
   2. エネルギーマネジメント技術
3. M2Mセンサネット技術
   1. センサネットシステム
   2. 低電力化方式
4. エネルギーハーベスト適用事例
   1. 太陽光、熱、振動発電
   2. センサネットへの適用事例
5. 今後の課題
• 質疑応答・個別質問・名刺交換