「環境発電って使える？ 使えない？」、開発動向の今を追う：エネルギー技術 エネルギーハーベスティング（3/3 ページ）

われわれの周囲にある、普段意識されていないエネルギー源を有効活用する「環境発電技術」。照明制御や空調制御といったビルオートメーションや、構造物/工場のヘルスモニタリング、ワイヤレスセンサーネットワークといった用途に有効だと期待されているが、日本ではほとんど使われていない。それはなぜか？ 現状をまとめた。

[前川慎光，EE Times Japan]

　以下に、2月1〜3日の会期で開催されたエネルギー効率化技術/環境関連技術の展示会「ENEX2012 & Smart Energy Japan 2012」における、環境発電関連の展示をフォトギャラリー形式で紹介しよう

熱電変換素子を使ったヤマハのデモ　ヤマハは光通信用半導体レーザーの温度制御に使うペルチェ素子の技術を有しており、この技術を基に熱電変換素子の開発を進めている。温度差から電力への変換効率が高いことや、出力電圧が高いこと、バルク状の素子としては小型であることが特徴だという。写真は、人の肌を模した部品に熱電変換素子を貼り付け、これで得た電力を使って体温をモニタリングしているデモの様子。写真中のオレンジ色のひだは、放熱板である。

ヤマハの展示。写真左は、熱電変換モジュールで得た電力を使って圧力の測定値を無線伝送するデモの様子。写真右は、カーボンナノチューブを使ったウェアラブルひずみセンサーのデモの様子。カーボンナノチューブの膜を伸縮させると抵抗値が変わることを利用したセンサーである。環境発電技術と組み合わせて、人の動きをモニタリングするといったアプリケーションに展開することを考えている。

アルティマが提供している環境発電用の汎用評価基板　「環境発電を使ったシステムは、ハーベスタや蓄電部品、電源部品、無線通信チップ、マイコンとさまざまな部品を取り扱う必要がある。このため、環境発電を使ったシステムを構築したいと思い立っても、検証すべき項目は多く、ハードルが高い。このハードルを下げることを狙った」（アルティマ）。ハーベスタの種類としては、太陽光、熱、振動に対応しており、複数の電源部品の他、蓄電部品（固体薄膜二次電池）を実装している。具体的には、Linear Technologyの「LTC3109」、「LTM8062」、「LTC3588-1」、IPS（Infinite Power Solutions）の「MEC 201-10P」などである。メイン基板の他に、Energy Microの低消費電力の32ビットマイコン「EFM32」（関連記事）や、Gainspanの低消費電力の無線LANチップ（関連記事）を評価する外付け基板も用意した。

村田製作所の環境発電の取り組みの事例　村田製作所は、振動や光、熱といったさまざまなエネルギー源に対応したハーベスタを開発している他、環境発電に適した低消費電力の無線通信モジュールを製品化している。写真は、その無線通信モジュールを使った実証実験を紹介したもの。宮城県東松島市の仮設住宅の温度/湿度/照度をモニタリングする実証実験を、仙台高等専門学校、エボテックと連携して実施した。エボテックによれば、実験期間は2011年10月の数日間だけだったが、環境発電を使ったモニタリングシステムは問題なく稼働したという。

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