基本情報

所属
岐阜大学 工学部 電気電子・情報工学科 電気電子コース 教授
研究推進・社会連携機構次世代エネルギー研究センターエネルギー高効率利用分野次世代スマートグリッド安定化研究開発部門
工学研究科 教授
応用気象センター
学位
工学博士(大阪大学)

J-GLOBAL ID
201601017626964404

外部リンク

以下の研究に従事してきた。
人工誘雷に関する研究/帯電した雷雲の電気を自然雷放電が発生する前に人工的な方法で意図的な場所及び時刻に放電させる手法が人工誘雷法である。落雷地点をあらかじめ決定できる利点があるため、雷に関する各種研究に利用されている一方、能動的な防雷法としても期待されている。人工誘雷の技術として、雷雲に向けて小型ロケットにより導線を高速に引き伸ばすロケット誘雷とレーザ光線でプラズマチャンネルを作り出すレーザ誘雷があり、それぞれについて研究を行った。ロケット誘雷では、ロケット誘雷を成功させるための条件を見出し、中国でいくつかの異なるタイプの雷雲に対しての誘雷に成功した。レーザ誘雷では室内高電圧電極と接地電極間でのレーザ誘導放電実験を行い、レーザ誘導放電の進展メカニズムを解明すると共に、レーザプラズマチャンネルにより放電を開始させるための条件とその放電をガイドするための条件を見出した。これらの結果を基に誘雷におけるレーザプラズマチャンネルの限界を指摘し、鉄塔先端の強電界を利用するレーザ誘雷法を提案した。野外実誘雷実験では、誘雷塔の塔頂電界と地上電界との関係を実測により明らかにし、鉄塔頂上近辺に誘雷に必要とする強電界が存在することを確認した。また、ロケット誘雷やレーザ誘雷より実用性の格段に高いドローンを利用する誘雷法も提案した。
風力発電システムの雷害対策に関する研究/風車発電施設にしばしば雷害をもたらすのは大型風車のブレードの先端から始まる上向き雷放電であり、通常大きな電荷量が伴う。このような上向き雷について長年にわたって総合的な観測を行い、ほかの雷放電によって誘発される多発型上向き雷と単なる雷雲電界の緩やかな増強によって開始される自発型上向き雷の現象を発見した。それぞれの特性を明らかにしたうえ、対策法も提案した。また、風車の回転は自発型上向き雷の発生を起こす傾向にあることを突き止め、雷雲時、風車の回転を止めることも風車の雷害の低減につながると指摘した。
雷放電のメカニズムに関する研究/落雷は通常雲内での放電開始となるプレリミナリ・ブレクダウン、地上に向かって伸びる先駆放電(リーダ)、地上に到達する瞬間に起こるファイナルジャンプ(最終雷撃過程)、地上から雷雲に向かっての主放電(帰還雷撃)といった放電過程を含む。落雷の電磁波広帯域・多地点同期観測装置と落雷の最終雷撃観測専用高速撮影装置をはじめ、いくつかの雷観測機器を開発し、北陸の冬季雷、岐阜・大阪・フロリダ・オーストラリア・広州の夏季雷、中国とチリの高原雷の観測実験を行い、それぞれの放電過程のメカニズムの解明に努めてきた。ステップドリーダの各ステップの高速撮影に世界で初めて成功し、各ステップがまずその先端で光り始め、リーダ進展方向と逆向きに進むことを明らかにした。その進展速度と減衰特性も実測により明らかにした。また、最終雷撃過程における上向きリーダの発生とそれに続く雷撃波の双方向進展過程も世界で初めて観測し、双方向進展過程の開始高度と雷撃電流との相関関係を明らかにした。また、雷放電の電流と光強度との関係を見出した。
太陽光発電システムオンラインV-I特性測定法とその装置の開発/太陽電池は、日射量や温度といった自然の状況によって常に最大電力動作電圧が変化してしまう。そのため、太陽電池からより効率よく発電量を得るためには太陽電池のV-I特性において最大電力点電圧に常に追従して発電を行う必要性がある。この最大点を追従する制御方法を最大電力点追従制御(MPPT制御 : Maximum Power Point Tracking)という。一般的なMPPT制御方法として、山登り法があるが、常に動作点を移動させなくてはならないため、それに伴い定常損失が生じてしまう。また、影対策用のバイパスダイオードのついた太陽電池の一部に影が発生した場合、局所的にピークとなる電力点が複数できてしまう。そのため山登り法では最大電力点を正確に追従できないという問題も発生する。一方、今までの太陽光発電システムでは、メンテナンス等に必要とするV-I特性の測定を行う際、一旦稼働しているシステムを停止させて、特性を測定する必要がある。そのため、非常に手間がかかり効率が悪いといった問題がある。そこで本研究では、太陽光発電システムにおける太陽電池V-I特性オンライン測定法を開発した。
太陽光発電型インテリジェント独立電源システムの検討/太陽光発電を用いた独立電源システムは太陽光さえあれば何処でも簡単に設置できるという利点を持っており、商用電源の無い地帯における山小屋や別荘、研究設備や防災設備などの電源としても用いられている。商用電源とは無関係なため、災害などで商用電源が停電した際にも独立して運用することが可能となる。しかし、従来の独立電源システムは、無日照日が4日続くなどの最悪の気象条件でも全ての負荷を動かすため、負荷消費電力よりも発電容量を多く確保する必要があり、導入コストが大きくなってしまう問題がある。これらの問題点の解決策として、天気予報の情報を生かした独立電源電力残存量の予測機能、通信機能と常時必要ではない負荷を優先度により制御する機能を追加した独立電源システム、いわゆる、インテリジェント独立電源システムを提案した。

経歴

  4

学歴

  3

委員歴

  3

論文

  135

MISC

  11

書籍等出版物

  2

講演・口頭発表等

  4

共同研究・競争的資金等の研究課題

  13

産業財産権

  1

社会貢献活動

  4