JVCケンウッドグループのJVCケンウッド・公共産業システムは9月25日、京都大学(京大)、建設技術研究所と共同で開発を進める、スピーカーの原理の応用により振動を電気エネルギーに変換する環境発電技術(エネルギーハーベスト)について、橋梁での実証実験において発電に成功したことを発表した。

  • 実証実験の様子

    実証実験の様子(左)とエネルギーハーベスター試作機(右)(出所:JVCケンウッド・公共産業システム)

自動車が走る橋の振動を電力に - その発電能力を実証

日本の社会インフラは、その多くが1960～1970年代に整備されたため、老朽化が一気に顕在化しており、安全な運用維持が課題視されている。しかし昨今では各自治体の財政難に加え、知見を有する技術職員の不足なども影響し、充分な対応が困難な状況にあるという。

そのため国や自治体は、社会インフラの設備・施設管理手段のひとつとして、センサを活用したインフラ設備の状態モニタリング技術の導入を進めているとのこと。しかしセンサは小型かつ軽量で設置場所が限定されるうえ、設置における配線工事や将来的な電池交換が必要となるなど、電力供給の面で課題を抱えている。

そうした課題の解決に向けて近年注目されているのが、身の回りの微量なエネルギーを電力に変換し、電池や外部電源を用いずに機器の動作を可能にする“環境発電”技術だ。そしてJVCケンウッド・公共産業システムは、2024年4月より京大 橋梁工学研究室と共同で研究開発を開始。社会インフラの中でも振動を受けやすく、損傷が軽微なうちに補修を行う予防保全の効果が高い“橋梁”での実用化に向け、同社が有するダイナミック型スピーカーの音響技術原理を応用した、低周波振動によるエネルギーハーベスト技術の実現を目指した。その後2025年1月には、建設技術研究所もこの共同研究に参画。京大の八木知己教授、西野朋季特定研究員を中心とした研究グループとともに、3者共同での技術開発を推進している。

同共同研究の中で今回実施された実証実験では、自動車が橋梁を通過した際に生じる振動を利用したエネルギーハーベスト技術による発電の可能性を検証。その結果、研究チームが試作したエネルギーハーベスターにより数十Vの電圧が得られ、低周波領域での振動発電が実現できることを実証したとする。

  • 橋梁下部に設置されたエネルギーハーベスター試作機

    橋梁下部に設置されたエネルギーハーベスター試作機(出所:JVCケンウッド・公共産業システム)

3者は今後、発電量の増加に加え、蓄電技術や通信技術、センサなどと組み合わせた開発に取り組み、“エネルギーハーベスト機能付き電磁自立型センサ”の開発を推進するとのこと。センサや通信機器の配線工事および電池交換を不要にすることで、インフラの維持・保守管理における省人化やコスト削減への貢献を目指すとした。

また将来的には、エネルギーハーベスト技術を活用することで、老朽化したインフラ構造物や斜面などの状態診断を可能にすることを見据えているといい、JVCケンウッド・公共産業システムはこの共同研究を通じ、さまざまなインフラの予防保全や劣化予測への貢献を通じて安心・安全なまちづくりを推進するとしている。