Kyocera Nagasaki University

京セラと国立大学法人長崎大学(以下、長崎大学)は2021年7月14日、安定した海洋データの収集を目的に「エナジーハーベスト型スマートブイ」(以下、スマートブイ)の開発を発表しました。2022年度内の実用化を目指すとしています。

スマートブイは京セラのIoT関連技術と長崎大学の潮流発電技術を融合し、海洋データの収集に必要な電力を潮流発電システムでまかないます。

両者は「現在、海洋ゴミなどの海洋汚染や海水温上昇などの気象変動が社会問題となっており、"海の状況"を詳細に把握する必要がある」と説明しています。その一方で「海上で電源を安定的に供給し続ける仕組みの構築が難しく、継続的なデータ収集の障壁となっている」ともいいます。

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開発に至った背景(イメージ)

上述した課題を解決すべく両者が開発したのがスマートブイです。

最大の特徴は太陽光発電のように天候に左右されず、潮流を利用することで継続的な発電が可能なこと。ローターとプロペラが潮流で回転して発電し、その電力でセンシングや通信を可能にしつつ、バッテリーに蓄電する仕組みです。これにより持続的なデータ取得を可能にしています。

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京セラのGPSマルチユニット

試作機は潮流発電システムと54,000mAの二次電池で構成された電源ユニットに、京セラのGPSマルチユニットとセンサーを組み合わせたもので、ブイと発電部が分離した「SLTT(Small Lens type Tidal Turbines)」というタイプと、それらが直結した「VTT(Vertical axis Tidal Turbines)」というタイプの2種類。

SLTTはタービンの周りにディフューザーを付けたことで、タービンを保護しながら潮流の増速効果が高まるとのこと。一方のVTTは潮流によってスマートブイが傾くことを前提とした設計で、潮流抵抗が低いとのことです。

また、両者は長崎県五島市奈留町の末津島の近海で、潮汐周期における大潮から小潮までの9日間にわたり、スマートブイの加速度センサー、温湿度センサー、地磁気センサーに加え外部接続した電磁流速計から水温、流速、流向、およびバッテリー電流、電圧など計21チャンネルのデータをセンシングし、クラウドに送信することで、実用に耐えられるかどうかを検証したとしています。

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長崎県五島市奈留町の末津島の近海で、試作機を用いた実験が行われた
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センシング間隔やデータの送信間隔などはSLTTとVTTとで異なる

実験結果からは課題もわかったそうです。

長崎大学 海洋未来イノベーション機構 経塚雄策氏 によると、「上げ潮がほぼない場所での実験だったため、VTTでの発電量が想定よりも低くなってしまった」とのこと。同氏は14日のオンライン会見で「低流速な潮流でも発電できるよう、改良を重ねていく必要がある」と話しました。

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長崎大学 海洋未来イノベーション機構 経塚雄策氏

また、今後は“海の状況”をより詳細に把握するため、水温塩分センサー(水温、塩分、電気伝導電導度)、クロロフィル濁度センサー(クロロフィル、濁度、水温)、DOセンサー(溶存酸素、水温)や水中カメラのサポートを計画するとともに、長期間かつ安定的な稼働を実現するための性能改善、商用利用を念頭に置いた機能の追加や、プラットフォームの開発を進めていくとしています。

さらに、京セラ 経営推進本部 IoT事業開発部 能原隆氏は「取得困難とされる海洋データを我々の技術で取得可能にすることが京セラIoTビジネスのコンセプトだ」と述べたうえで「こうした海に関するデータを取得できれば、それを海運業や水産業などに役立ててもらえる」と自信をのぞかせました。

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京セラ 経営推進本部 IoT事業開発部 能原隆氏
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実用化に至れば多様な業種での活用が期待できる


Source:京セラ