エネルギー工学研究室

丹澤 祥晃 教授

Laboratory

研究室紹介

風をしなやかに受け止める鳥の羽の柔軟性を応用した風力発電や、熱を直接電気に変換する素子の活用を研究しています。地域の特性を活かした自然エネルギー利用は、地球温暖化防止の大きな鍵。持続可能な社会の実現に向けて、期待が高まっています。

主な研究紹介

垂直軸風車の空気抵抗ブレーキに関する研究

垂直軸風車は、デザイン性に優れ風向変化に対して万能に対応できるが、自己起動性が弱く高風速での加速が速いため、急激に回転数が上昇し制御が難しいといわれています。そこで、ジャイロミル型垂直軸風車に、高回転数時に飛び出す空気抵抗ブレーキを取り付け、風車の暴走を防ぐ研究を行っています。空気抵抗ブレーキのブレーキ板は、水平に取り付けて低回転時の空気抵抗は小さく、飛び出すときは90°回転して空気抵抗が大きくなる工夫をしています。

実験用ジャイロミル風車と空気抵抗ブレーキ

風力駆動エアレーション装置の開発

池や沼などの閉鎖性水域では、底層の流れが停滞しがちで無酸素状態に陥りやすく、エアレーション装置により空気を送り込んで水質浄化が行われています。本研究では、風力により簡易なポンプを動かして底層の水を表層に汲み上げ、底層に酸素を送り込もうというものです。低回転でも力強く回転するサボニウス型風車が水面に浮かぶように浮きを作り、水中に簡易ポンプを設置します。

風力駆動エアレーション装置と簡易ポンプ

鳥翼型風力発電機の開発

風車は最近かなり身近に見られるようになってきましたが、安定的に吹く風ばかりではないので、風向変動に強く、さらに、風の弱い時でも、強い時でも発電する風車を、鳥が飛び立つときの羽根の様子も参考にして、開発を進めています。垂直軸を採用することで風向によらず、しなやかな翼によって風の強すぎるときには風を逃がし、また、風車が回りやすいように風を集める研究を行っています。

鳥翼型風力発電機と集風器