電波で送電　名大が世界に先駆け送電ロスを克服！　スカイリム第17話

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世界に先駆け成功　電力ロスなどの課題克服にめど

ガンバレ日本　名大！

　ノーベル物理学賞を受賞した名古屋大の天野浩教授（５７）らの研究チームが、離れた場所から電波を使って電気を送る「遠隔給電システム」の開発を進めている。実用化されれば、走りながら電気自動車（ＥＶ）に充電できたり、宇宙で太陽光発電した電気を地上に送ったりと、社会全体に影響が及ぶ。天野教授は「まずは三年後までに、（小型無人機）ドローンにワイヤレスで給電できるシステムを実現させたい」と具体的な見通しを明らかにした。

　現在、電気製品を継続して使用するためには原則として電線やケーブルを接続し、送電しなければならない。接続不要の「ワイヤレス給電」も一部で実用化されているが、効率が悪く、携帯電話など微電力で動く製品に限られていた。

　チームが開発を目指すシステムは、電気を高周波帯の電波に変換して、アンテナを使って「レーザー光線」のように送り、受信アンテナを通じて再び電気に戻す仕組み。原理的には、高出力の電気を遠くまで効率よく送ることができるが、現在の技術では給電時の電力ロスが大きく、実用化は困難だった。

　天野教授らのチームはノーベル賞を受賞した青色発光ダイオード（ＬＥＤ）開発の鍵となった窒化ガリウム（ＧａＮ）の結晶化技術を活用し、電圧や電流を調整する電子部品「パワー半導体」の高性能化に世界に先駆けて成功。電力ロスなどの課題克服にめどが立った。

　手始めとして既にドローン向けのシステム開発に着手。国内の電機メーカーやドローン開発メーカーと協力し、電気回路やアンテナなどを組み込んだシステム開発を進めている。まずは三年後までに数十センチの近距離だが、三分間でワイヤレス充電できるシステムの確立を目指す。さらに五年以内には、百メートル前後の高さを飛びながら遠隔給電できるまで発展させたいという。天野教授は「遠隔給電は、物流や人々の移動手段に革命を起こす。

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宇宙に太陽光発電衛星を打つ上げる

　人類が1万年、10万年先も生き延びるために、夜の来ない宇宙で天候や昼夜に左右されず太陽光発電をする――そんな壮大な計画に挑戦している学者がいる。京都大学生存圏研究所の教授で、経済産業省委託事業太陽光発電無線送受電技術委員会委員長も務める篠原真毅氏だ。
篠原教授が挑戦しているのは、宇宙に太陽光発電衛星（SPS＝Solar Power Satellite）を打ち上げ、発電した電気をマイクロ波に変換し地上に伝送して利用するというもの。衛星1基あたりの発電規模は原発1基に相当する100万ｋＷで、そのパネルの大きさは2km四方というから、ゴルフ場がすっぽり入るような巨大な太陽電池を宇宙に浮かべることになる。
計画の根幹になるマイクロ波電力伝送技術は、篠原教授らがすでに確立済みだ。他の技術も巨大さゆえのさまざまな課題はあるものの、基本はクリアできている。経済産業省やJAXA（宇宙航空研究開発機構）は、2045～50年ごろの実用化を目標にしている。
一方、このマイクロ波電力伝送の技術は、地上でもIoT時代の「ワイヤレス給電」の手段として注目を集めている。スマホの充電、機械やインフラに取り付けるセンサーへの給電など、用途は幅広い。
「エジソンが電球を発明して以来ずっと使われてきたコンセントやケーブルは、やがて私たちの家庭でも不要になる時代がやって来る」という。