環境電波からの電力変換

第1部 環境電波からの電力変換および無線電力伝送技術の原理・システム構造

(2012年9月27日 11:00〜12:30)

　電磁波から電気エネルギーを取得する手法について解説する。電磁波が通信波や放送波の場合を「エネルギーハーベスティング」もしくは「電磁波発電」と呼び、電磁波をエネルギー伝送の目的で発生させ、伝送する場合を「無線電力伝送」と呼び、電磁波から電気エネルギーへの変換素子である「レクテナ」技術は共通する。 　また、エネルギーハーベスティングと無線電力伝送を取り巻く世界の現状についても解説を加える。

1. 電磁波エネルギー変換素子レクテナ – 整流アンテナ
   1. 整流理論と整流回路の実際
   2. レクテナ固有のアンテナ理論
   3. レクテナのアレー化
2. エネルギーハーベスティングと無線電力伝送を取り巻く現状
   1. 無線電力伝送の世界の現状
   2. エネルギーハーベスティングの世界の現状
   3. 京都大学における研究現状
• 質疑応答

第2部 環境電波からの電力収穫デバイスとアプリケーション展開

(2012年9月27日 13:10〜14:30)

　電池レス機器の電源として注目されている電磁波エネルギーの収穫方法と想定アプリケーションについて紹介する。 　周囲環境に存在する電磁波の強度は微弱であることから、実用化へ向けて効率的な収穫方法が必要となる。 　本講座では、電磁波エネルギーの収穫する「レクテナ」の概要を説明すると共に想定されるアプリケーションを紹介する。

1. 環境に存在する電磁波エネルギーの概要
   1. 周囲環境に存在する収穫可能なエネルギー
   2. 周囲環境に存在する電磁波エネルギーとその特徴
2. 電磁波エネルギーハーベスティング技術
   1. 電磁波-直流変換デバイス「レクテナ」の概要
   2. 電磁波エネルギーの効率的な収穫例
3. ハーベスティングデバイスの開発事例と想定アプリケーション
   1. 無線LAN波収穫用レクテナ
   2. 放送波収穫用レクテナ
   3. 想定アプリケーション
4. まとめ
• 質疑応答

第3部 サブギガ帯以上の電波を利用した発電デバイスと全固体マイクロ二次電池への蓄電技術・用途展開

(2012年9月27日 14:40〜16:00)

　ワイヤレス電力伝送の技術を応用して、既存の通信設備から送出されるサブギガ帯以上の高周波な電波から直流電力変換できる発電デバイスと、そこで得られた電力を効率的にかつ自己放電を最小限として蓄電できる全固体マイクロ二次電池の特長とメンテナンスフリーを実現するワイヤレスセンサーノードなどのシステムへエネルギーハーベスティング技術と全固体マイクロ二次電池を用いて実現する手法とシステムの構成要素や回路ブロックが考慮すべき技術事項と解決のためのアイデアを紹介する。

1. ワイヤレス電力伝送の種類と特徴
   1. 電磁波を使った近接しない電力伝送の手法について
   2. 既存の電力伝送の制限や問題点
2. Powercast社が開発した電磁波から電力再生する技術
   1. Powercastの開発製品の特徴
   2. 製品の仕様諸元とその詳細
   3. 日本市場で応用する上での問題点
3. エネルギーハーベスティングの一つとして電力再生
   1. 入力電力と再生できる電力の相関
   2. 電磁波の周波数による特徴
   3. 今後の製品展開
4. 全固体マイクロ (リチウム) 二次電池について
   1. Infinite Power Solution (IPS) 社の開発の目的
   2. 全固体マイクロ二次電池の特徴
   3. 蓄電デバイスの特徴比較
   4. 充放電を最適化するための手法について
5. 発電デバイスと二次電池を使ったワイヤレスセンサーノードシステムの構築
   1. ワイヤレスセンサーノードの構成
   2. 各ユニットで検討すべき課題
   3. 具体的なアプリケーションの例
   4. センサーノード以外への応用と展開
• 質疑応答