ソーラーカーの技術 |
2011年10月、オーストラリア大陸3,000km縦断ソーラーカーレースWorld Solar Challengeに東海大学が新型車両で出場!!
オーストラリアで開催されるワールド・ソーラー・チャレンジ
2011年10月16日〜23日にかけて、オーストラリア大陸のダーウィン〜アデレード間3,000kmを、太陽のエネルギーのみを用いたソーラーカーで縦断する、「ワールド・ソーラー・チャレンジ(World Solar Challenge: WSC」が開催されます。このWSCは、1987年に第1回大会が開催され、2011年は11回目の開催となります。東海大学は1993年、1996年、2001年、2009年に出場し、2009年にはTokai Challengerで日本勢として13年ぶりの総合優勝を成し遂げました。詳しい情報はWikipediaのワールド・ソーラー・チャレンジなどを参照して下さい。
2011 WSCのロゴマーク
World Solar Challenge 3,000kmのコース
2011年のレギュレーション改定
2009 Tokai Challengerが、南オーストラリア州でスチュアート・ハイウェイの制限速度である110km/hで、ほとんどの区間を走行したことから、公道を利用するレースとして、これ以上のレベルアップによる速度増加は許容できないことから、太陽電池出力を制限することが検討されました。そして、ソーラーカーを少しでも実用化に近づけるために、資源が豊富で比較的安価なシリコン太陽電池への転換が進むようにレギュレーションが変更されました。 2009年と2011年の太陽電池搭載面積に関するレギュレーションの違いを下表に示します。
| 年 | 種類 | 面積 | 変換効率 | 太陽電池出力 |
|---|---|---|---|---|
| 2009 | 化合物 | 6m2 | 30% | 1.8kW |
| シリコン | 6m2 | 22% | 1.32kW | |
| 2011 | 化合物 | 3m2 | 30% | 0.9kW |
| シリコン | 6m2 | 22% | 1.32kW |
2011年のレギュレーション変更によって、シリコン太陽電池が有利になることから、2011年型Tokai Challengerはパナソニックのシリコン太陽電池であるHIT太陽電池を採用することになりました。変換効率は22%で、出力1.32kWを確保しています。2011 Tokai Challengerは日本製太陽電池を搭載した唯一のWSC出場チームとなる見込みです。今回は、これに産総研、小山高専と三島木電子が開発した昇圧型MPPTを組み合わせることで、太陽エネルギーをソーラーカーへ取り込みます。
2011年型Tokai Challengerの特徴
パナソニックからはHIT太陽電池モジュールに加え、リチウムイオン電池の提供を受けました。NCR18650AというノートPCなどにも用いられるリチウムイオン電池は、テスラモーター社の電気自動車ロードスターにも用いられるなど、用途が広がっています。
さらに、東レの炭素繊維「トレカ」の供給を受け、レーシングカー製作で有名な童夢カーボンマジック社で製品成形していただき、140kgという超軽量な車体を実現しました。ヤマハ発動機のスーパーコンピュータでソフトウェアクレイドル社のスクリューテトラによるCFD解析を行うことで、前回よりも4%程度の空気抵抗削減も行いました。ミツバ社のソーラーカー用ブラシレスDCダイレクトドライブモータに、日本ケミコン製の鉄製アモルファスコア、ジェイテクト製のセラミックボールベアリングなどを組み合わせた高効率なモータを搭載します。さらに、ミシュランが開発したソーラーカー専用ラジアルタイヤは、転がり性能に優れており、ソーラーカーの省エネルギー化に貢献してくれています。これ以外にも、東海大学情報技術センターの協力でオーストラリアの精密衛星画像を利用した天候予測を行います。日本デジコム社の協力で車載型インマルサッと通信衛星端末Explolar 325を利用することで現地で、1時間おきに最新の高精細画像を入手することが可能になりました。東海大学OBで世界的なラリードライバーである篠塚建次郎氏を特別アドバイザーとして参加しハンドルを握ります。
2011年型Tokai Challenger
新型ソーラーカー2011 Tokai Challengerの諸元表
| Length | 4980mm |
| Width | 1590mm (-50mm) |
| Height | 880mm (-50mm) |
| Track | 1250mm (-50mm) |
| Wheel Base | 2050mm (-50mm) |
| Weight | 140kg (-20kg) |
| Solar Array | Panasonic, HIT solar cells, 6m², Efficiency 22%, Output Power 1.32kW |
| MPPT | Mishimaki, Boost Type, 17 channels, Efficiency 98% |
| Battery | Panasonic, Li-ion Battery 21kg 5kWh |
| Motor | Mitsuba, Brushless DC, Direct Drive, Iron Based Amorphous Core >97% |
| Controller | Mitsuba, 3 Phase PWM control >99% |
| Tire | Michelin, 95/80-16 inch Radial x 3 |
| Wheel | GH Craft, 16 inch Carbon Disk x 3 |
| Brake | Front: AP Hydraulic Disc, Rear: Hydraulic Disc & Regeneration Brake |
| Average Spped | 90km/h (solar power only) |
| Maximum Speed | 160km/h (both solar and battery power use) |
遠征メンバー*1
| チームマネージャー | 瀧淳一（工学部動力機械工学科3年） |
| テクニカルディレクター | 池上敦哉（ヤマハ発動機） |
| セーフティーオフィサー | 森下裕貴（工学部機械工学科4年） |
| ドライバー | 篠塚建次郎（ラリードライバー）、徳田光太（工学研究科電気電子システム工学専攻2年）、伊藤樹（工学部動力機械工学科4年）、佐川耕平（富士重工業、本学OB） |
| スタッフ | 学生13名、菊田剛広（日本ケミコン） |
| プロジェクトコーディネーター | 佐藤多嘉雄（チャレンジセンター推進室） |
| チーム監督 | 木村英樹（工学部電気電子工学科教授） |
出場予定チーム
22の国と地域から44チームがエントリーしました。*2
| Team | Car Name | No. | Country |
| Tokai University | Tokai Challenger | 1 | Japan |
| University of Michigan | Qantum | 2 | USA |
| Nuon Solar Team | Nuna 6 | 3 | Netherlands |
| MIT SEVT | Chopper del Sol | 4 | USA |
| Istanbul Technical Uni | Ariba V | 5 | Turkey |
| Sakarya University | Saguar2 | 6 | Turkey |
| Solaris | Avenir | 7 | India |
| Umicore Solar Team | Umicore | 8 | Belgium |
| Onda Solare | Emilia 2 | 9 | Italy |
| Uniten Solar Team | Solar Ranger | 10 | Malaysia |
| Team Bochum | BO gt | 11 | Germany |
| Cambridge Uni Eco | Endeavour | 12 | UK |
| Durham University | DUSC2011 | 14 | United Kingdom |
| Solar Energy | SER-1 | 15 | Switzerland |
| Stanford Solarcar Project | Stanford | 16 | USA |
| Uni Malaya Pahang | UMP Solar | 17 | Malaysia |
| Beijing Inst Technology QualificationPending |
Coolkid | 18 | China |
| Solar Team Twente | Twente | 21 | Netherlands |
| University of Tehran | Persian Gazelle II | 22 | Iran |
| Midnight Sun | Midnight Sun X | 24 | Canada |
| CalSol | Impulse | 25 | USA |
| Houston Solar Team | Sundancer | 26 | USA |
| Team Solar Fox QualificationPending |
Solar Fox 3 | 27 | UK |
| Principia Solar Team | Ra 7s | 32 | USA |
| Istanbul University | SOCRAT | 34 | Turkey |
| Osaka Inst. Technology | Iris | 39 | Japan Withdrawn |
| Georgia Solar Jackets | Endeavor | 40 | USA Withdrawn |
| Aurora | Aurora Evolution | 45 | Australia |
| UREG Pakistan | Chips | 47 | Pakistan Withdrawn |
| TAFE South Australia | Solar Spirit Australia | 62 | Australia |
| Seraaj | Wahj | 63 | Saudi Arabia |
| University of Calgary | Schulich Axiom | 65 | Canada |
| Qazvin Islamic Azad University (QIAU) | Havin | 73 | Iran |
| UNSW Solar team | Sunswift iv | 74 | Australia |
| University of Toronto | Blue Sky | 77 | Canada |
| Ashiya University | Sky Ace V | 81 | Japan |
| Universidad de Chile | Eolian | 85 | Chile |
| Green Maniac | Haegama | 87 | Korea |
| Team Solar Phillipines | Sikat II | 88 | Philippine |
| Team Okinawa | Lequion | 90 | Japan |
| Eclipse 7 Solarcar team | Eclipse 7 | 92 | Canada |
| National Kaohsiung University of Applied Sciences | Apollo VI | 95 | Republic of China (Taiwan) |
| Nanyang Tech Uni QualificationPending |
Nanyang Venture V | 98 | Singapore |
| Anadolu Solar Team | Sunatolia | 99 | Turkey |
*1 2011年8月30日時点での所属、学年です。
*2 大会の発表資料より
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パナソニック株式会社
東レ株式会社
株式会社童夢カーボンマジック
トヨタ自動車株式会社
日本ケミコン株式会社
日本ミシュラン株式会社
日野自動車株式会社
ミツバ株式会社
アールエスコンポーネンツ株式会社
石塚工業株式会社
伊部株式会社
株式会社ジェイテクト
商船三井ロジスティクス株式会社
サンスター技研株式会社
株式会社スマートビジョン
株式会社ソーアップ
株式会社ソフトウェアクレイドル
日本化成株式会社
株式会社日本デジコム
人気酒造株式会社
株式会社パトライト
株式会社プロジェクト・ミュー
有限会社三島木電子
ヤマハ発動機株式会社
Panasonic News Portalなどでも、World Solar Challegeに向けた取り組みが紹介されています。
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