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» 2011年06月27日 19時55分 UPDATE

エネルギー技術 エネルギーハーベスティング:熱発電と無線センサーネットワークを利用した部品監視システムの開発進む

タービンのベアリングを監視するシステムにゼーベック効果を利用したエネルギーハーベスティング技術と無線センサーネットワークが採用された。高熱を発する機器を常時監視する場合は、同様の取り組みが役立つだろう。

[Peter Clarke,EE Times]

 熱発電関連のメーカーである米国のNextreme Thermal Solutions(Nextreme)は、熱エネルギーを利用した環境発電と組み合わせたベアリング監視システム「Thermal Energy Harvester」の開発に向け、Arkansas Power Electronics International(APEI)提携した。同システムは、タービンエンジンのベアリングの状態を監視する無線センサーネットワークに向ける。

 Thermal Energy Harvesterは、Nextremeの熱管理ソリューションとAPEIの高温無線センサー向け電子回路パッケージを統合したシステムだ。熱エネルギーで発電した電力をタービンエンジンのベアリングを監視する無線センサーネットワークに供給し、ベアリングに発生した問題の検出や診断、予測を無線センサーネットワーク上で行う(図1)。

ALT 図1 ベアリング枠と無線センサーネットワーク 図左の円内右がベアリング監視センサー。円内左の熱発電素子が組み込まれたモジュールとの間で無線通信する。

 温度や振動、ゆがみ、圧力をリアルタイムに監視することで、航空機用タービンと発電システムの両方のベアリング状態に関する重要な情報を提供可能だ。

 これにより、スケジュール・ベースではなく必要に応じてメンテナンスを行えるようになるため、時間とコストを節約できる。さらに、ベアリングの使用中に収集したデータを、次世代システムの安全性や信頼性、エネルギー効率の改善のために利用することもできる。

 APEIで事業開発ディレクタを務めるタイ・マクナット(Ty McNutt)氏は、「NextremeのThermal Energy Harvesterを導入することで、センサーシステムのバッテリー交換が不要になり、トータルコストを削減できるだけでなく、既存のタービンエンジンの統合や改良に役立つデータを収集することもできる」と述べている。なお、同システムの開発は、2011年末に完了する計画だという。

 Thermal Energy Harvesterは、Nextremeの熱発電モジュール「eTEG HV56」を搭載する。eTEG HV56はゼーベック効果を利用して発電し、発電量は10度の温度差がある場合で1.5mW(0.25V)、50度の温度差がある場合で36.5mW(1.25V)だという。同モジュールの寸法は3.1mmx3.3mm×0.56mmである。

【翻訳:滝本麻貴、編集:EE Times Japan】

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