成果報告書詳細
管理番号20130000000873
タイトル平成24年度成果報告書 新エネルギーベンチャー技術革新事業(風力発電その他未利用エネルギー) 温度変化エネルギー利用の新電源開発
公開日2013/11/13
報告書年度2012 - 2012
委託先名株式会社タキオン
プロジェクト番号P10020
部署名技術開発推進部
和文要約件名 : 温度変化エネルギー利用の新電源開発

本事業は、温度変化に着目した再生可能エネルギーを利用する新たな電源・発電システム、すなわち温度変化(変動・ゆらぎ)発電の実現を目的とする。災害時・僻地にも有益な独立型システムの構築のみならず、電力網の系統連携への編入も視野に入れている。社内先行実験により得られた実現可能性検証結果を基に、24年度フェーズBとして基盤研究を実施した。業界初の温度変化発電プロトタイプの動作を確認し、事業化に向け客先デモを行うことができる様になった。事業化に向けて必要となる関係各位との協議、情報収集およびビジネスプラン策定を実施した。以下、各研究開発項目について纏める。

1.温度変化エネルギー収穫機構:温度媒体および回転変換機構の選定・試作・評価:温度媒体としてバイメタル・液媒を選定し、素材入手後これらを応用したモジュールの設計製作を行った。これにより用途に応じた方式で温度変化を収穫し、運動エネルギーに変換する機構を得た。

2.回転整列機構・ラッチ機構の選定・試作・評価:回転整列機構・ラッチ機構の方式策定(植毛方式等、新素材適用等)を行い、機構部の設計製作を行った。これにより、損失を最小に抑えた機構部と動作を得た。

3.熱交換器機構の選定・試作・評価:熱交換部として、フィン形状、回転変換部、ターボファン方式検討と策定、設計製作を行うことにより、本目的に適した熱交換方式を見出すことができた。

4.蓄力機構部、発電機構部、制御回路部の試作・評価:発電部においては、通常のコイル上誘導起電力による発電機に加え、バルクハウゼン効果を利用した発電機を設計試作した。これにより極低速から高速回転に渡り発電可能となった。

5.プロトタイプの製作・評価:上記における温度媒体、温度分解能の方式策定、温度応答性の検討・方式策定の上、発電モジュールの設計製作を完了し、動作デモ可能となった。ユニット別各要素組合せ策定、電気特性設計、筐体・I/F設計、合体・ユニットプロトの製作・評価という手順を踏んだ。1つのベローズ方式モジュールとして、実施計画に掲げた数値目標の一つを達成した。

6.ビジネスプランの作成:ユニット別に事業化計画策定、VCと商社、メーカ、ユーザに向けに精力的に事業化検討を行った。特に外部アドバイザ(VC)との協議を深め、事業化フォーメーション構想を大きく進めた。製品使用形態として独立のみならず、系統連携を含めた見直しを行うことで利用範囲を広めた。全期間を通じ外部連携先と事業化に向けた協議、および想定ユーザへのヒヤリング、学会・展示会での情報収集を行い、国内外の技術動向調査結果を含めビジネスプランをリファインした。MEMSプロセスによる製作方法と、高効率な温度変化収穫機構について特許出願を行った。
英文要約Title : Development of new power supply using temperature fluctuation energy

The project is aimed at the development of new generating system which can generate using sustainable energy effectively focused on temperature fluctuation, which is the realization of generating system with temperature fluctuation. The target is not only the construction of independent system which is beneficial for disaster stricken and rural areas but also connection to power grid. We implemented basic study as phase B, 2012fy on the basis of FS results by our company’s prior experiments. The first operation of prototype temperature change generating system on the industry was confirmed, and demonstration for customers for commercialization becomes capable. We discussed with members concerned, collected information and made business plan needed for commercialization. Research items are as follows. 1. Selection, trial manufacture and evaluation of temperature medium / rotating mechanism for energy harvesting of temperature changes. : We selected by-metals and liquid as temperature medium, designed and manufactured modules by application of them after materials acquisition. The mechanism which can harvest temperature- changes and can transform to kinetic energy is constructed using them depend on the application. 2. Selection, trial manufacture and evaluation of rotating gear train and latch mechanism. : We determined method for rotating gear train and latch mechanism (flocking and new materials etc.), designed and manufactured mechanism. Mechanism and operation with minimum loss was got using them. 3. Selection, trial manufacture and evaluation of heat exchange mechanism : We found optimum heat exchange method for the purpose, by method selection, design and manufacture of fin shape, rotating transmission, turbo fan system. 4. Selection, trial manufacture and evaluation of storage mechanism, generator and control circuit : We designed and manufactured generators by Barkhausen effect besides conventional coil induction generators. 5. Manufacture and evaluation of prototype : Generating modules were designed and manufactured after the study and decision of above temperature medium, resolution and response, which enables to demo. We took the steps as decision of element combination of respective unit, design of electrical specification and housing I/F design, integration and manufacture, evaluation of unit prototype. One target on the project plan was achieved as one bellows module. 6. Business planning : We have made business planning of respective unit, and studied vigorously commercialization for VC, trading companies, makers and users. We deepened the discussion with external adviser, progressed commercialization formation drastically. We discussed with external cooperative agencies for commercialization, interviewed supposed users, collected information at institute and exhibition, and refined the business plan. We also applied patents on a production method by MEMS process and mechanisms of effective temperature changes harvesting system.
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