成果報告書詳細
管理番号20140000000033
タイトル平成21年度ー平成23年度成果報告書 「新エネルギー技術研究開発/バイオマスエネルギー等高効率転換技術開発(転換要素技術開発)/遠隔林分の木質バイオマス収穫機械の研究開発」
公開日2017/1/17
報告書年度2009 - 2011
委託先名住友林業株式会社
プロジェクト番号P07015
部署名新エネルギー部
和文要約件名:平成21年度ー平成23年度成果報告書 「新エネルギー技術研究開発/バイオマスエネルギー等高効率転換要素技術開発(転換要素技術開発)/遠隔林分の木質バイオマス収穫機械の研究開発」

研究開発の成果と概要

 木質バイオマスの効率的収穫を目的に、国内山林に適合した国内仕様タワーヤーダの開発と次世代省エネ電動搬器の開発を行い、合わせて管理運営の効率化を図るための情報収集システムの開発を行った。(以後、タワーヤーダシステムと表記)
 また、住友林業株式会社の社有林を利用した実証試験行い、この開発の国内山林おける適合性と評価及び情報収集システムのデータに関し、木材収穫の実作業に基づいた整合性の検証を行った。
 その結果、効率的に木質バイオマスを収穫できる高性能タワーヤーダの開発に成功し、国内山林の現場において、低コストで大量の木質バイオマスを安全に収穫できる見込みが立てられた。
 なお、タワーヤーダにプロセッサや高性能搬器などを合わせて活用することで、開発した情報収集システムの活用が可能となり、これまでの国内林業では困難とされてきた収穫量の把握や木質バイオマスの安定的な供給体制の確保が可能となった。
 しかしながら、木質バイオマスの回収搬送効率の悪さや、収穫作業地付近の木質バイオマス需要者不在など、課題も多く見つかっている。そのため、木質バイオマスの安定供給を確保しつつ、需要者の拡大や運搬コストを下げる機械の開発など、 さらに取組みを強化することが必要である。
 以下に概要を示す。
 
1)タワーヤーダの選定
オーストリア製(KONRAD社)高性能タワーヤーダを導入。 
2)搭載トラックの選定及び架装設計
タワーヤーダをいすゞ自動車の中型トラックに搭載し、公道や林道における走行性能の確保とメンテナンスの容易化を図った。
3)無線制御機構の設計
タワーヤーダの操作が容易となるラジコンシステムを搭載し、集材の効率化と安全性が得られた。
また、エンジンのラジコン遠隔操作と、省エネ化を図った。
4)無線制御機構の製作
密閉式送信機をKONRAD社で開発。同時に受信ボックスの密閉化も行い、防水対策を施した。
また、国内電波法の許認可を取得し、送受信機の双方向無線利用も可能にした。
5)開発実機の製作と検証
ラジコン操作制御の各種テストを行い、タワーヤーダシステムの動作と安全性の確認ができた。
6)搬器機構の設計
エンジンに替え、搬器の滑車回転エネルギーを利用した、電動搬器の開発を行った。
7)搬器機構の製作と検証
電動搬器は、フィールドテストにおいて不具合が見つかったため、改良を重ねたが、一部の作業では使用が困難であると判明。実用化には継続した開発が必要との結論に至った。
8)情報収集機構の設計
油圧ショベルの稼働情報と、プロセッサの造材データを統合し、リアルタイムで収穫量の出来高を判定できるシステムを開発。
9)情報収集機構の製作と検証
収集したデータの補正を行うことで、出来高と機械稼働情報による作業実態の把握が可能となった。
また、収穫された木質バイオマス量は、GPSによって地図上に表示することができ、インターネットを利用した数量管理が可能となった。
10)フィールドテスト
住友林業社有林の宮崎事業区を利用し、タワーヤーダシステムを利用した木材収穫のフィールドテストを実施。機械の不具合により稼動日数が減り、目標数量の収穫はできなかったものの、開発したシステムの有用性を確認できた。
また、木質バイオマスを低コストで効率良く収穫するシステムを構築できたが、収穫した後のバイオマス利用に難点があり、木質バイオマスの利用環境整備が急務である。
英文要約Title:New energy technology research and development/Biomass energy develops high performance switch elemental technology (switch elemental technology development)/Research and development of the woody biomass crop machine of the remote forest unit(FY2009-FY2011) Final Report

Result and summary of research and development

For the purpose of an effective crop of the woody biomass, We developed the energy saving electrically-driven carriage in development and the next generation of the national requirement Tower-Yarder which adapted to the domestic forest and developed the information gathering system to plan streamlining of the operation management in total.
In addition, we performed field test in company existence forest of Sumitomo Forestry Co., Ltd. and evaluated it with conformance to be able to put the country forest of this development and inspected the consistency that was based on the true work of the wood crop about the data of the Data Collection System.
As a result, we succeeded in development of the high efficiency Tower-Yarder which could harvest woody biomass effectively, and the possibility that could harvest a large quantity of woody biomass safely at low cost was put up in the field of the domestic forest.
In addition, the utilization of the information gathering system which we developed by we put a processor and high-performance carriage together in Tower-Yarder, and utilizing it was enabled, and difficulty and grasp of the crop yields that had been done and the security of the stable supplying system of the woody biomass were enabled in the conventional country forestry.
However, the collection of the woody biomass has bad transportation efficiency, and there are not consumers of the woody biomass in the vicinity of the crop work ground, and there are many problems.
Therefore, we perform the expansion of consumers while securing steady supply of the woody biomass, and it is necessary to strengthen more actions including the development of a machine lowering the transportation cost.

1. The choice of the Tower-Yarder
2. The choice of the deployment truck and an installation design
3. Design of the Radio Control System
4. Production of the Radio Control System
5. Production and the inspection of the development actual machine
6. Design of the carriage mechanism
7. Production and inspection of the carriage mechanism
8. Design of the Data Collection System
9. Production and inspection of the Data Collection System
10. Field test
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