大学校及び設置科 近畿職業能力開発大学校制御技術科
課題実習の前提となる科目または知識、技能・技術 電気工学概論、電子工学、ディジタル回路の基礎事項、ワンチップマイコンのハードウェアソフトウェア、二次電池の充放電など
課題に取り組む推奨段階 電気工学概論、電子工学、ディジタル回路の学科科目と、電気工学実験、機械工学実験、シーケンス制御実習などの実技科目の終了後
課題によって養成する知識、技能・技術

課題を通して、主に電気・電子制御回路設計、組立て技術の実践力と環境・エネルギー問題に関する知識を身に付けます。

製作の目的と概要

近年、温室効果ガスの増加により、地球温暖化問題が深刻になりつつある状況下で化石燃料に頼らない、新エネルギーの大幅な活用が注目を浴びています。本制作では身近な新エネルギーとして風力発電に着目し、発電機・プロペラの調査、バッテリへの充電回路の調査研究などを通し、システムを実用化するための課題などを抽出しました。
発電機は屋外で使用できること、回転速度が低くても十分な発電が出来ること、入手が容易で安価である等の理由から、自転車ランプ用ハブダイナモを使用することとしました。充電回路は、発電機の波高値の2倍の直流電圧を得る倍電圧整流回路と、それをバッテリの充電完了電圧以下に維持し、過充電を防止するレギュレータ回路から構成されます。

成果

(1)倍電圧整流回路によって不安定なハブダイナモ出力を、約0.7rpsという低い回転数でも二次電池に充電することが出来ました。
(2)安価なレギュレータICの利用により、過充電を防止しながら充電することが出来ましたが、使用したICの効率の問題が残りました。
(3)放電特性記録機能付きバッテリ放電器の活用により、充電量評価方法を確立する事ができました(図2)。
今後は、上記(3)の評価方法を活用して、プロペラ寸法・形状について調査・試作し、用途に合った形状・寸法のものを探求すること、また、レギュレータ部については、制御素子や制御方法を含めた見直しを行い、高効率のシステムを実現したいと考えています。
新エネルギーシステムの開発(H21)の画像1
図1 プロペラ
新エネルギーシステムの開発(H21)の画像2
図2 充電量の評価