反磁性体による低損失磁気浮上共振系を用いた振動発電

摘要

近年，情報・通信技術の発達により，周辺環境の情報収集に多くの無線センサが利用されつつある．その適用範囲は，医療，オフィス，ビル，インフラ構造物，流通等多岐に渡る．例えばインフラ構造物の構造ヘルスモニタリング分野においては，ワイヤレスセンサネットワークの活用によって構造物の保守費用を削減しつつ長寿命化を図ることができるようになると期待される．しかし，その実現のための問題の一つとして，多くの無線センサへの電力の供給が挙げられる．そこで，この問題を解決するために，環境中に内在する未使用のエネルギーを電力に変換する技術であるエネルギーハーベスティングが注目されている．エネルギーハーベスティングには太陽光，風力，水力，熱（温度差），振動などを利用した発電技術がこれまでに研究されてきた．その中でも代表的なものは振動エネルギーを電気エネルギーに変換する振動発電である．振動発電とは環境中の振動物体に圧電型，静電型，電磁型，磁歪型等の発電機構を内蔵した振動子を取り付け，これを共振させて，より多くの発電量を得るものである．これまでに提案された振動発電装置の多くは10Hz 以上に共振周波数を持ち，インフラ構造物のモニタリングセンサのニーズに応える5Hz 以下の低周波で共振することのできる装置はほとんどない．これは，このような低周波数で共振するコンパクトな振動子を構成することが難しいからである．