わずかな動きで発電するモジュール（出所：三菱電機）
三菱電機（東京都千代田区）は2月12日、自然界のわずかな動きで発電する電磁誘導発電モジュールを開発したと発表した。そよ風や弱い水流、人が床を踏む動きなどの動きがあれば発電可能で、数ミリワット（mW）程度の配線と電池交換が不要な機器・センサーの電源としての活用が期待される。
磁石位置や磁気誘導ヨークの配置位置に着目
同社は、独自の複合磁気ワイヤーを用いたコイル型の発電素子と発電素子にかかる磁界を増大させる磁気回路で構成された電磁誘導発電モジュール開発を手がけ、すでに従来の電磁誘導発電素子の1万倍以上という高出力を実現している。
今回、磁気回路の磁石や磁気誘導ヨーク（磁石から発電素子により多くの磁力線を誘導するための磁性体の構造体）の配置に着目。最適化な配置を見出し、これまで発電が難しかった、かざぐるまをうちわで扇ぐ程度（秒速約2、3メートル）のそよ風でも発電できる仕組みを構築した。
発電量向上やIoTセンサー向け電源の実証実験を進め、2027年度までに実用化を目指す。
そよ風で発電する様子（出所：三菱電機）
世界初構造の床発電システムを試作、無線式IoTセンサーによる動作実証
また、同社は今回、電磁誘導発電モジュールを用いて、床板を踏む際に磁石が上下動し磁石に対向して発電素子を配置した構造の床発電装置を試作し実証実験を行った。同装置は床板と発電素子は非接触となり、継続使用しても劣化せず発電量の低下や部品交換の必要がない世界初の構造だという。
実証では、複数の発電素子を床下に敷き詰め、実際の歩行を想定し、1秒間に2回踏んだ際の発電量を調べた。その結果、従来の圧電素子を用いた床発電装置の100倍となる200mWの発電量を確認。また、装置と温度センサーと無線式の通信モジュールを接続し、踏んだ際の発電量で温度データを送信できることも実証した。
この床発電システムを応用することで、これまで電源や通信線の敷設が困難だった場所への設置に加え、通路や駅などでの交通量調査や床発電装置そばの温度や湿度、空気清浄度などのデータを送信するセンシングシステムの構築などに活用できると、同社は解説する。
試作した床発電システムの構成図（出所：三菱電機）
新たな発電手法「環境発電」への期待
2050年カーボンニュートラルの実現に向け、省エネ化や再エネ導入の推進が求められる中、光や熱、振動、電波など多様な形態で世の中に存在する微小なエネルギーを電気エネルギーに変換して活用する、いわゆる「環境発電（エネルギーハーベスティング）」への注目が集まっている。一方で、環境発電は発電量が非常に微弱かつ不安定なため、発電できるシーンが限られていた。