コンセントの向こう側に広がる
広大な電力システムを構築し
電気エネルギーの安定供給を目指す。
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カーボンニュートラルに向けて再生可能エネルギーの導入が進んでいますが、その主力化に向けては技術的課題が多くあります。環境や経済のことも考えながら電気を安定的に供給し続けるにはどうすればよいか、次世代電力ネットワークの構築に必要な要素技術の開発が求められています。
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研究内容
普段は何不自由なく使っている電力ですが、その当たり前の社会を維持するために、私たちは電力の安定供給を支えるシステムに関わる課題に取り組んでいます。
電気は貯めておくことが難しいエネルギーであり、発電と消費のバランスを常にとる必要があります。それが電力における「調整力」であり、非常に重要です。たとえば、近年多くなってきた再生可能エネルギー。天候次第なので出力にばらつきがあり、過剰に発電する時もあれば、天候が悪くなって不足する時もあります。それを一定に調整するために、これまでは主に火力発電や揚水発電を使っていましたが、蓄電池や燃料電池などを使って適切に制御するための方法を研究?開発しています。これらにより、再生可能エネルギーが大量に導入されても、品質の良い電力を安定的に供給できるようになることが期待されます。
電力システムは非常に巨大であるがために、実験が容易ではありません。模擬モデルを用いて簡易的に実験を行うこともありますが、計測器で得られたデータの分析や各種のシミュレーションツールを利用した解析が、主な研究の進め方になります。
課題
再生可能エネルギーの導入にあたって不足する「調整力」を、空調機器の消費電力を制御することで創出するという新たな方法を考えていますが、空調機器はそのような用途で使うようには設計されていないので、制御指令に対してなかなか思ったとおりには動作してくれません。特性を見極めてコストも考えながら他の調整力とうまく協調させていくことが大事です。
この研究で、
暮らしはどうなる?
再生可能エネルギーの主力電源化により化石燃料由来の電力を大きく削減でき、地球環境に貢献することが期待されます。特に資源の少ない日本では、エネルギーセキュリティを高めることにもつながります。日本の電力システムは優秀で、電力品質は高く停電も少ないですが、再生可能エネルギーが主力化となった時にも、その品質を維持していく手助けになると考えます。
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今後の展望
電力が足りない時には、電力を使う機器(負荷機器)でも調整力を持つことで、電力の安定供給や環境への貢献ができるようになります。社会実装を目指してより良い方法になるように研究を進めていきます。
研究の魅力
電気そのものは目に見えず、普段も周波数や電圧の変動を意識することはないかと思いますが、コンセントの向こう側には巨大なシステムが存在し、非常に緻密な運用?制御によって社会への安定供給が支えられています。対象が大きすぎて捉えにくいですが、電気エネルギーの「これから」を考えることができる分野であり、使命感のようなものも生まれます。
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「電」。
そのままです。電力は成熟した分野ですが、パワー半導体の利用が進み、AIの導入なども始まっていることから、さらに研究が必要とされています。「縁の下の力持ち」のような地道な研究ですが、今後も安定した生活を送るためにも大切な研究分野です。
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必須アイテム
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■ EUROSTAG、
EMTP-RVなど解析目的に応じて各種ツールを使い分けています。 -
■ MATLAB/
Simulinkその分野では知らない人はいないほど有名なツールです。 -
■ 計測装置コンセントの電圧を測っています。日本全国に設置して、電力のネットワークで起きていることを測っています。
1日のスケジュール
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徒歩で出勤 |
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講義など |
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ゼミ、打合せ、会議など |
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書類整理や資料作成など |
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退勤 |
ライフスタイル
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■ 休日の過ごし方一家で出不精体質なので、家で過ごすことが多いです。調べものをしたり読書したり。
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■ 子供の頃の夢家電製品に興味があったのでメーカーで開発に携わるか、電気工事の職人もいいなと思っていました。
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■ 研究者を志したきっかけ当時の指導教員に博士後期課程(博士課程)への進学を勧められたことが大きいです。
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■ 好きな食べ物甘いもの。
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■ 自分の性格を一言で言うと堅物。
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■ 座右の銘為せば成る。
意思が決して強いわけではありません(かなり弱い)が、苦手や厄介でもやれば何とかなります。
学生の頃に
「しておいてよかった」
「しておけばよかった」
もし大学教員
ではなかったら
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九工大のおすすめポイント
また、戸畑キャンパスは程よく街中にありながら、緑の多い環境で落ち着いて学修?研究に取り組むことができると思います。
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中高生へのメッセージ
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この研究に
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- ● 工学部
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