氏名

アマノ ヨシハル

天野 嘉春

職名

教授

所属

(基幹理工学部)

連絡先

メールアドレス

メールアドレス
yoshiha@waseda.jp

住所・電話番号・fax番号

住所
〒162-0044新宿区 喜久井町17 
電話番号
03-3203-4437
fax番号
03-3203-3231

URL等

WebページURL

http://www.amano.mech.waseda.ac.jp/

研究者番号
60267474

本属以外の学内所属

兼担

理工学術院(大学院基幹理工学研究科)

学内研究所等

先進グリッド技術研究所

研究所員 2009年-2014年

先進グリッド技術研究所

研究所員 2014年-2016年

環境エネルギー技術総合研究所

研究所員 2016年-2016年

宇宙科学観測研究所

研究所員 2015年-2018年

理工学術院総合研究所(理工学研究所)

兼任研究員 2018年-

住宅・建築環境設備研究所

研究所員 2014年-2019年

太陽光発電システム研究所

研究所員 2014年-2019年

動力エネルギーシステム研究所

プロジェクト研究所所長 2014年-

動力エネルギーシステム研究所

研究所員 2014年-2019年

先進グリッド技術研究所

研究所員 2016年-2019年

次世代交通システム研究所

研究所員 2017年-

理工学術院総合研究所(重点・最先端ICT)

運営委員 2018年-

学歴・学位

学歴

-1991年 早稲田大学 理工学部 機械工学

学位

博士(工学) 課程 早稲田大学

経歴

1994年-1998年早稲田大学理工学総合研究センター 助手
1998年-2000年早稲田大学理工学総合研究センター 客員講師
2000年-2002年早稲田大学理工学総合研究センター 専任講師
2002年-2008年早稲田大学理工学総合研究センター 助教授(准教授)
2008年-2009年スイス連邦工科大学ローザンヌ校 客員教授
2008年-早稲田大学理工学術院 教授

所属学協会

計測自動制御学会(SICE)

日本機械学会

米国機会学会(ASME)

エネルギー・資源学会

日本冷凍空調学会

受賞

JRM表彰

2012年05月

IEEE-ICRA 2011 Best Automation Paper Award - Finalist

2011年05月

ROBOMECH表彰

2011年05月

計測自動制御学会 論文賞・友田賞

2006年10月

日本ロボット学会 実用化技術賞

2005年03月

日本機械学会 熱工学部門講演論文表彰

2005年03月

IJPGC 1997 BEST PAPER AWARD / ASME

1997年

取材ガイド

カテゴリー
工学
専門分野
コージェネレーション、排熱回収、自律移動体制御
自己紹介コメント
エネルギーシステムの最適化から、月・惑星探査用ローバおよび元素分析装置の設計検討に興味を持って取り組んでいます。スマートグリッドは、最適なシステムの設計論が必要。人間とのインタラクションを重視し、学習・成長する制御系の構築がキーとなるでしょう。制御の視点から、エネルギーシステムを中心とした最適なシステム設計の方法論を追求しています。“ロボット化する機械”において、通信を利用した制御系の新たな展開を模索中。
キーワード
スイス

研究分野

キーワード

コージェネレーション、最適設計、省エネルギー、カリーナサイクル、発電、冷凍、空調、吸収、動力システム工学、フィールドバス、自律移動、GPS

科研費分類

工学 / 総合工学 / エネルギー学

工学 / 機械工学 / 知能機械学・機械システム

工学 / 機械工学 / 熱工学

共同研究希望テーマ

エネルギーシステムの最適化と評価

希望連携機関:産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等

目的:受託研究、共同研究

高効率エネルギーシステムの開発

希望連携機関:産学連携、民間を含む他機関等との共同研究等

目的:技術相談、受託研究、共同研究

研究テーマ履歴

屋内外環境下における自律移動システムに関する研究

研究テーマのキーワード:自律移動,GNSS,屋外環境 自己位置・姿勢

機関内共同研究

産業用オープンネットワークに関する研究

研究テーマのキーワード:フィールドバス、診断、監視

国内共同研究

CO2ヒートポンプの研究

研究テーマのキーワード:ヒートポンプ、CO2

機関内共同研究

1999年-エネルギーシステムの最適性評価および最適設計

研究テーマのキーワード:コージェネレーション、エネルギー管理、システム運用計画・評価

機関内共同研究

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究

研究テーマのキーワード:コージェネレーション、ボトミング、最適運用設計

機関内共同研究

アンモニア-水混合媒体発電・冷凍サイクルに関する研究

研究テーマのキーワード:吸収、発電、冷凍、ハイブリッド、アンモニア水混合媒体

機関内共同研究

熱・流体プロセスの動特性モデルに関する研究

個人研究

水蒸気再圧縮型ヒートポンプ

研究テーマのキーワード:VRC, ヒートポンプ

国内共同研究

論文

Evaluation of Optimal Capacity of Hot Water Tank in PEM Cogeneration System for Residential Energy Demand Profiles

Yoshida, Akira Amano, Yoshiharu

ECOS 2014 - THE 27TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EFFICIENCY, COST, OPTIMIZATION, SIMULATION AND ENVIRONMENTAL IMPACT OF ENERGY SYSTEMSp.1 - 132014年06月-

Impact of electric battery ’ s degradation on economic and energy saving characteristics of residential photovoltaic system

Yoshida, Akira Sato, Tomikazu Amano, Yoshiharu Ito, Koichi

ECOS 2014 - THE 27TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EFFICIENCY, COST, OPTIMIZATION, SIMULATION AND ENVIRONMENTAL IMPACT OF ENERGY SYSTEMSp.1 - 132014年06月-

Energy-Saving Evaluation of SOFC Cogeneration Systems With Solar Cell and Battery

Yoshida, Akira;Ito, Koichi;Amano, Yoshiharu

JOURNAL OF FUEL CELL SCIENCE AND TECHNOLOGY11(6)p.0610012014年-2014年

DOIWoS

詳細

ISSN:1550-624X

太陽電池・蓄電池組込み型PEFCシステムの省エネルギー性評価

吉田彬、伊東弘一、天野嘉春

日本機械学会論文集80巻816号p.1 - 122014年08月-

DOI

病院用エネルギー供給システムの更新計画における初期システムの影響分析

吉田修,吉田彬,伊東弘一,天野嘉春

日本機械学会論文集(B編)79(806)p.2312 - 23232013年10月-

揺動式水蒸気圧縮機における気液二相圧縮過程の解析と実験

菱木翼,中村宗平,天野嘉春,日野俊行

日本機械学会論文集(B編)79(808)p.2826 - 28352013年12月-

DOI

Evaluation of the Communication Load of a Real-Time Fieldbus Using Concepts of Periodical Communication

Yoshitsugu Morioka, Yoshiharu Amano

SICE Journal of Control, Measurement, and System IntegrationVol.6(No.5)p.316 - 3212013年09月-

DOI

Path Planning for Autonomous Vehicles Using QZSS and Satellite Visibility Map

Mitsunori Kitamura, Yoichi Yasuoka, Taro Suzuki, Yoshiharu Amano, and Takumi Hashizume

Journal of Robotics and Mechatronics25(2)p.400 - 4072013年04月-

A Comparison of Optimal Operation of a Residential Fuel Cell Co-Generation System Using Clustered Demand Patterns Based on Kullback-Leibler Divergence

Yoshida, Akira;Amano, Yoshiharu;Murata, Noboru;Ito, Koichi;Hasizume, Takumi

ENERGIES6(1)p.374 - 3992013年-2013年

DOIWoS

詳細

ISSN:1996-1073

Evaluation for Vehicle Positioning in Urban Environment using QZSS Enhancement Function

Mitsunori Kitamura, Taro Suzuki, Yoshiharu Amano and Takumi Hashizume

Journal of Robotics and MechatronicsVol.24(No.5)p.849 - 9012012年-

GNSSマルチパス波判別を複合した精密単独測位による屋外移動ロボットの位置推定

鈴木 太郎, 北村 光教, 天野 嘉春, 橋詰 匠

計測自動制御学会論文集Vol.48(No.7)p.399 - 405

フィールドバス技術とプロセスおよびフィールド機器診断

橋詰匠,天野嘉春

バルブ技報26(2)p.18 - 312011年09月-

3D Terrain Reconstruction by a Small Unmanned Aerial Vehicle using SIFT based Monocular SLAM

Taro Suzuki, Yoshiharu Amano, Takumi Hashizume, Shinji Suzuki

Journal of Robotics and Mechatronics23(2)p.292 - 3012011年05月-

6-DOF Localization for a Mobile Robot Using Outdoor 3D Point Clouds

Taro Suzuki, Yoshiharu Amano, Takumi Hashizume,

Journal of Robotics and Mechatronics22(2)p.158 - 1662010年04月-

空調システムの最適更新計画における経済性と環境性のトレードオフ分析

吉田 修,伊東弘一,天野嘉春,橋詰匠

空気調和・衛生工学会論文集(159)p.1 - 82010年06月-

Impact analysis of carbon tax on the renewal planning of energy supply system for an office building

Y. Amano, K. Ito, S. Yoshida, K. Matsuo, T. Hashizume, D. Favrat, F. Marechal

ENERGY35(2)p.1040 - 10462010年01月-

DOI

Tunnel Cross-Section Measurement System Using a Mobile Mapping System

Kiichiro Ishikawa, Jun-ichi Takiguchi, Yoshiharu Amano, Takumi Hashizume, Takashi Fujishima

Journal of Robotics and Mechatronics21(2)2009年04月-

Study on optimal operational planning of an advanved co-generation sysytem on a hotel's energy demand

Masao Tomizawa, Yoshiharu Amano, Takumi Hashizume

WTI Trans. 105p.333 - 3422007年06月-

3D Reconstruction Using Multibaseline Omnidirectional Motion Stereo Based on GPS/Dead-reckoning Compound Navigation System,

Jun-ichi Meguro, Yoshiharu AMANO et al,

International journal of robotics research26(6)p.625 - 6362007年06月-

Phased Disaster Data Collection System using Cooperation between Mobile Robots and Spatial Temporal GIS

Jun-ichi Meguro, et al,

Transactions of the SICEE-5(10)p.1 - 102006年-

ロボットと時空間GISの連携による段階的な震災データ収集システムの開発

目黒淳一 石川貴一朗 畑山満則 瀧口純一 天野嘉春 橋詰匠

計測自動制御学会論文集41(12)2005年12月-

GPS自律移動監視システム

瀧口純一 梶原尚幸 島嘉春 廣川類 黒崎隆二郎 目黒淳一 石川貴一朗 天野嘉春 橋詰匠

日本ロボット学会誌23巻8号(12月号)2005年12月-

Experimental Study of Advanced Cogeneration System with Ammonia-Water Mixture Cycles at Bottoming

K.Tkaseshita, Y.Amano, T.Hashizume

ENERGY30p.247 - 2602004年12月-

Influence of Refrigerant Mass Fraction in the Performance of an Ammonia Absorption Refrigerator

竹下、天野、橋詰、武居

JSME International Journal/JSMESeries B, Vol.47, No.22004年05月-

Most Interesting Reading 賞設計工学会誌38巻11号(2003)「アンモニアを作動媒体とする冷凍機」

天野嘉春

設計工学/日本設計工学会2004年05月-

アンモニアを作動媒体とする冷凍機

設計工学/日本設計工学会Vol.38; No.112003年11月-

自然媒体を利用したコージェネレーションシステム

設計工学/設計工学会Dec.372002年12月-

Modeling of The Main Component of The Bottoming Stage in an Advanced Co-generation System on The Operational Planning

JSME International Journal/JSMESeries B, Vol.45, No.32002年08月-

二次媒体に混合媒体(R134a/R123)を用いた直結形バイナリータービンシステムの力学的挙動

日本機会学会論文集B,68-6712002年07月-

スチームタービンとR123タービンよりなる直結形バイナリータービンシステムの力学的挙動

日本機械学会論文集B, 67-6582001年06月-

あるコージェネレーションシステムのボトミングステージにおける氷蓄熱運用計画に関する考察

日本機械学会論文集B69-6802003年04月-

早稲田大学におけるアドバンスト・コージェネレーションシステムでのアンモニア/水系サイクルの構築

講習会「分散利用型燃料電池・アンモニア/水系エネルギーシステムの展望」/日本機械学会99-611999年10月-

アドバンスト・コージェネレーションの紹介(2つのアンモニア・水混合媒体サイクルの導入)

クリーンエネルギー/日本工業出版9:101999年10月-

ガスタービン,スチームタービン,アンモニア・水混合媒体タービンによるトライナリサイクルとアドバンスト・コージェネ

日韓シンポジウム「21世紀の電力事業」/早稲田大学2000年02月-

2基の熱交換器を並列および直列に接続する系の動特性に関する考察

日本機会学会論文集/日本機械学会65;630-B1999年02月-

熱交換器の回路論的動特性モデルに関する研究

日本機会学会III;97-11997年03月-

動特性を考慮した熱交換器の一設計指針

日本機会学会III;96-151996年09月-

空調システムの最適更新計画における経済性と環境性のトレードオフ分析

空気調和・衛生工学会論文集(159)p.11 - 182010年06月-2010年06月 

CiNii

詳細

ISSN:0385275X

概要:建物用空調システムの更新計画問題における経済性と環境性のトレードオフ関係を,多目的最適化手法に基づいて分析した。延床面積15000m^2の事務所ビルに導入されたシステムを数値解析の対象として取り上げ,最適化における目的関数としてシステムの経済性と環境性を定式化し,ε-制約法によりパレート最適集合解を導出して両者の競合関係を定量的に調べた。その結果,1%程度のシステム年間総経費上昇を許容すれば,システムからのCO_2排出量が15%削減可能な更新が実施できることが論理的に判明した。

GNSSマルチパス波判別を複合した精密単独測位による屋外移動ロボットの位置推定

鈴木 太郎;北村 光教;天野 嘉春;橋詰 匠

計測自動制御学会論文集 = Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers48(7)p.399 - 4052012年07月-2012年07月 

CiNii

詳細

ISSN:04534654

概要:This paper describes a GNSS (Global Navigation Satellite System) precise point positioning (PPP) technique that can be applied to mobile robots in urban environments. The multipath signals, which from invisible satellites in urban area, cause serious effect on the GNSS positioning. Our proposed technique mitigates GNSS multipath signals by means of an omnidirectional infrared (IR) camera that can eliminate the need for invisible satellites by using IR images. With an IR camera, the sky appears distinctively dark. This facilitates the detection of the borderline between the sky and the surrounding buildings, which are captured in white, because of the difference in the atmospheric transmittance rates between visible light and IR rays. Positioning evaluation was carried out only with visible satellites that have less multipath errors. The evaluation results confirm the effectiveness of the proposed technique and the feasibility of its highly accurate positioning.

IMPACT OF DEMAND PREDICTION ACCURACY ON ENERGY SAVING CHARACTERISTICS OF RESIDENTIAL PEFC-CGS.

Yoshikawa, J., Yoshida, A., & Amano, Y

Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference査読有り(PRTEC-15105)p.1 - 52016年03月-

詳細

掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

ICOPE-15-1025 Effects of a MIP start for solving weekly operational planning problem of a residential energy system

YOSHIDA Akira;YOSHIKAWA Jun;MURATA Noboru;AMANO Yoshiharu

Proceedings of the International Conference on Power Engineering : ICOPE2015(12)p."ICOPE - 15-1025-1"-"ICOPE-15-1025-10"2015年11月-2015年11月 

CiNii

詳細

概要:An optimal operational planning problem of residential energy system has been formulated by Mixed Integer Linear Programming (MILP). The decision variables of optimal operational planning problem are energy and mass flows, equipment's operating statuses, and energy level of storage. Many kinds of energy supply equipment are available for householders in Japan. Of course, in operational planning problem, the increase of integer variables which means equipment's on/off status, is linked to the increase of calculation time. It is important to assess the impact of introducing an energy system for a house based on the suitable planning horizon of this problem. Energy storage brings the energy in the form of hot water and electricity to the next day. The operational strategy of energy system including storage should be evaluated through few days toward various energy demand. The optimal planning problems become large scale because many pieces of equipment to introduce and long evaluation period are required. This paper analyzes characteristics of energy systems caused by planning horizon. Additionally, we propose a hierarchical method as heuristic method for solving large MILP problem easily, and the proposed method is tested the effectiveness. Our finding shows that the proposed search method for better feasible solution has good performance in comparison with default settings of conventional MILP solver in terms of calculation time.

Attitude Determination using Single Frequency GNSS Receivers for Small UAVs

Suzuki Taro;Akehi Takeshi;Massubuchi Takuma;Amano Yoshiharu

The ... international conference on advanced mechatronics : toward evolutionary fusion of IT and mechatronics : ICAM : abstracts2015(6)2015年12月-2015年12月 

CiNii

詳細

ISSN:13488961

概要:This paper describes an accurate attitude determination technique using multiple global navigation satellite system (GNSS) receivers and antennas for small unmanned aerial vehicles (UAVs). A laser survey using a small UAV needs highly accurate attitude information for reconstructing 3D models. The proposed technique uses the multiple GNSS antenna's positions computed by the GNSS carrier phase measurements to estimate the UAV's attitude. To solve the GNSS carrier phase ambiguity, the reliable ambiguity search is performed with a couple of constraints for the base line vector. The performance of the proposed technique is evaluated in the static test. From the test, the proposed technique could estimate UAV's yaw angle in 0.1 degree accuracy.

オープンソースGNSSライブラリを用いた遊歩道環境での自律移動ロボットナビゲーションのための位置推定

塚越 貴哉;明比 建;北村 光教;鈴木 太郎;天野 嘉春

計測自動制御学会論文集52(5)p.276 - 2832016年-2016年

CiNii

詳細

ISSN:0453-4654

概要:This paper describes the localization method based on global navigation satellite systems (GNSS) technology for autonomous navigation of mobile robots. The accurate and robust position estimation of the robot is the key to the autonomous navigation. GNSS was usually not used in localization in urban environments because its positioning has multipath errors and problems in availability. In this paper, we propose the GNSS positioning technique that is suitable for the autonomous navigation of mobile robots. We use an open source GNSS positioning library to compute the GNSS fix solutions. The techniques, which select the GNSS observations using the GNSS signal strength and validate GNSS fix solutions, are proposed. Then the GNSS fix solutions are integrated with inertial sensors and an odometer through the extended Kalman filter. From the experiment in the "Real World Robot Challenge (RWRC)", it was confirmed that the effectiveness of our proposed technique and the feasibility of its highly accurate positioning.

Future lunar mission Active X-ray Spectrometer development: Surface roughness and geometry studies

Naito, M.; Hasebe, N.; Hasebe, N.; Kusano, H.; Nagaoka, H.; Nagaoka, H.; Kuwako, M.; Oyama, Y.; Shibamura, E.; Amano, Y.; Ohta, T.; Kim, K. J.; Lopes, J. A M; Lopes, J. A M

Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment788p.182 - 1872015年07月-2015年07月 

DOIScopus

詳細

ISSN:01689002

概要:© 2015 Elsevier B.V. All rights reserved. The Active X-ray Spectrometer (AXS) is considered as one of the scientific payload candidates for a future Japanese mission, SELENE-2. The AXS consists of pyroelectric X-ray generators and a Silicon Drift Detector to conduct X-Ray Fluorescence spectroscopy (XRF) on the Moon to measure major elements: Mg, Al, Si, Ca, Ti, and Fe; minor elements: Na, K, P, S, Cr and Mn; and the trace element Ni depending on their concentration. Some factors such as roughness, grain size and porosity of sample, and the geometry of X-ray incidence, emission and energy will affect the XRF measurements precision. Basic studies on the XRF are required to develop the AXS. In this study, fused samples were used to make homogeneous samples free from the effect of grain size and porosity. Experimental and numerical studies on the XRF were conducted to evaluate the effects from incidence and emission angles and surface roughness. Angle geometry and surface roughness will be optimized for the design of the AXS on future missions from the results of the experiment and the numerical simulation.

Impact of electric battery degradation on cost- and energy-saving characteristics of a residential photovoltaic system

Yoshida, Akira; Yoshida, Akira; Sato, Tomikazu; Amano, Yoshiharu; Amano, Yoshiharu; Ito, Koichi

Energy and Buildings124p.265 - 2722016年07月-2016年07月 

DOIScopus

詳細

ISSN:03787788

概要:© 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.In Japan, a feed-in tariff scheme has been implemented to promote the use of photovoltaic power generators in combination with electric batteries. Although many researchers have assessed the operation of grid-connected photovoltaic systems with electric batteries, little attention has been paid to the impact of the electric batteries' degradation characteristics. This paper evaluates the operation of a grid-connected photovoltaic/electric-battery system in a house in terms of cost savings and energy savings. We constructed a long-term operational optimization model considering the degradation characteristics of the electric battery. This model contains two objective functions: energy savings and operating costs. We create a scenario of power rates and photovoltaic/battery system configurations. To reveal the optimal operational strategy for the photovoltaic/battery system, the multi-objective optimization problem was solved. As a result, Pareto-optimal solutions were obtained, and trade-off relationships between cost and energy savings are presented. In this study, the utilization of a grid-connected photovoltaic system with an electric battery was expected to be most effective in energy-saving priority operation.

Communication schedule optimization of cascade control using foundation fieldbus

Sangsuwan, Thaksin; Pongswatd, Sawai; Julsereewong, Amphawan; Morioka, Yoshitsugu; Amano, Yoshiharu

ICIC Express Letters10(1)p.197 - 2042016年01月-2016年01月 

Scopus

詳細

ISSN:1881803X

概要:© 2016 ICIC International.This paper presents a technique to optimize the communication schedules generated for synchronization of Foundation Fieldbus H1 devices in cascade control loop. A level-to-flow cascade control operated by the Harmonas-DEO host system is examined as an illustrative case study. Major objectives of the optimization are not only to minimize the latency of the control loop but also to maximize the availability of the network bandwidth. The proposed technique can be applied for H1 segment macrocycle schedules performing the control functions in both of the host controller and the field devices. Three examples for optimizing communication schedules generated from different control block assignments are described. The validation of the optimization methods can be determined by using two metrics: control loop latency improvement and publication gap availability improvement. Experimental results confirm that the proposed technique works effectively to operate the studied H1 segment for cascade control without any problems.

NLOS satellite detection using a fish-eye camera for improving GNSS positioning accuracy in urban area

Kato, Shodai; Kitamura, Mitsunori; Suzuki, Taro; Amano, Yoshiharu

Journal of Robotics and Mechatronics28(1)p.31 - 392016年01月-2016年01月 

DOIScopus

詳細

ISSN:09153942

概要:© 2016, Fuji Technology Press. All rights reserved.In recent years, global navigation satellite systems (GNSSs) have been widely used in intelligent transport systems (ITSs), and many countries have been rapidly improving the infrastructure of their satellite positioning systems. However, there is a serious problem involving the use of kinematic GNSS positioning in urban environments, which stems from significant positioning errors introduced by non-line-of-sight (NLOS) satellites blocked by obstacles. Therefore, we propose the method for positioning based on NLOS satellites detection using a fish-eye camera. In general, it is difficult to robustly extract an obstacle region from the fish-eye image because the image is affected by cloud cover, illumination conditions, and weather conditions. We extract the obstacle region from the image by tracking image feature points in sequential images. Because the obstacle region on the image moves larger than the sky region, the obstacle region can be determined by performing image segmentation and by using feature point tracking techniques. Finally, NLOS satellites can be identified using the obstacle region on the image. The evaluation results confirm the GNSS positioning accuracy without the NLOS satellites was improved compared with using all observed satellites, and confirm the effectiveness of the proposed technique and the feasibility of implementing its highly accurate positioning capabilities in urban environments.

MODEL FOR DAILY OPERATIONAL PLANNING OF A RESIDENTIAL FUEL-CELL COGENERATION SYSTEM BASED ON EXPERIMENT.

Furuichi, T., Yoshida, A., & Amano, Y.

Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference査読有り(PRTEC-14607)p.1 - 52016年03月-

詳細

掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

Advantage of a Home Energy Management System for PV Utilization Connected to Grid

Yoshida, A., Yoshizawa, S., Fujimoto, Y., Murata, N., Amano, Y.

Proceedings of ECOS 2015 - THE 28TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON EFFICIENCY, COST, OPTIMIZATION, SIMULATION AND ENVIRONMENTAL IMPACT OF ENERGY SYSTEMS査読有りp.1 - 122015年06月-

詳細

掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

Personalized Energy Management Systems for Home Appliances Based on Bayesian Networks

Shoji, T., Hirohashi, W., Fujimoto, Y., Amano, Y., Tanabe, S., & Hayashi, Y.

Journal of International Council on Electrical Engineering査読有り5(1)p.64 - 692015年11月-

DOI

詳細

掲載種別:研究論文(学術雑誌)

Economic Evaluations of Residential Energy Systems Based on the Prediction-Operational Planning-Control Method using Time-of-Use Prices

Ogata, R., Yoshida, A., Fujimoto, Y., Murata, N., Wakao, S., Tanabe, S., Amano, Y.

査読有り(50898)p.1 - 122015年06月-

詳細

掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

INVESTIGATION OF ABSORPTION HEAT PUMP CYCLE DRIVEN BY LOW TEMPERATURE WASTE HEAT

Matsumoto, H., Hattori, H., & Amano, Y.

Proceedings of the First Pacific Rim Thermal Engineering Conference1(15084)p.1 - 52016年03月-

詳細

掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

Performance Evaluation of Kinematic Positioning Using Multi-GNSS in an Urban Area

Kato, S., Kitamura, M., Suzuki, T., & Amano

Proc. of International Symposium on GNSS 2015査読有り1p.204 - 2102015年11月-

詳細

掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)

Stochastic receding horizon control minimizing mean-variance with demand forecasting for home EMSs

Yoshida, Akira; Yoshikawa, Jun; Fujimoto, Yu; Amano, Yoshiharu; Amano, Yoshiharu; Hayashi, Yasuhiro

Energy and Buildings158p.1632 - 16392018年01月-2018年01月 

DOIScopus

詳細

ISSN:03787788

概要:© 2017 Elsevier B.V. As demand-side energy management system (EMS) has not only a function to maximize owner's utility by automatic control but also a potential capability to respond a demand activation, demand-side EMS is expected to fulfill the key role for intelligent control of community energy management. To achieve the stable control result of EMS against the uncertain environment, it needs approach from both forecast and operation sides. The objective of this study is to construct a control scheme for a home EMS from a practicable implementation perspective and to evaluate the control performance of the scheme proposed. The scheme is composed of operational planning with receding horizon and energy demand forecasting. The goal of the scheme is to maximize householder's utility only by retrofitting the home EMS to a residential household. Throughout numerical results, it is revealed that the better control performance comes from the conservative operational strategy derived from the multiple scenarios.

Distributed energy management for comprehensive utilization of residential photovoltaic outputs

Fujimoto, Yu; Kikusato, Hiroshi; Yoshizawa, Shinya; Kawano, Shunsuke; Yoshida, Akira; Wakao, Shinji; Murata, Noboru; Amano, Yoshiharu; Tanabe, Shin Ichi; Hayashi, Yasuhiro

IEEE Transactions on Smart Grid9(2)p.1216 - 12272018年01月-2018年01月 

DOIScopus

詳細

ISSN:19493053

概要:© 2016 IEEE. The introduction of photovoltaic power systems is being significantly promoted. This paper proposes the implementation of a distributed energy management framework linking demand-side management systems and supply-side management system under the given time-of-use pricing program for efficient utilization of photovoltaic power outputs; each system implements a consistent management flow composed of forecasting, operation planning, and control steps. In our framework, demand-side systems distributed in the electric distribution network manage individual energy consumption to reduce the residential operating cost by utilizing the residential photovoltaic power system and controllable energy appliances so as not to inconvenience residents. On the other hand, the supply-side system utilizes photovoltaic power maximally while maintaining the quality of electric power. The effectiveness of the proposed framework is evaluated on the basis of an actual Japanese distribution network simulation model from both the supply-side and demand-side viewpoints.

Development of prediction-based operation planning method for domestic air-conditioner with adaptive learning of installation environment

Kuroha, Ryoichi; Fujimoto, Yu; Hirohashi, Wataru; Amano, Yoshiharu; Tanabe, Shin Ichi; Hayashi, Yasuhiro

2017 IEEE Power and Energy Society Innovative Smart Grid Technologies Conference, ISGT 20172017年10月-2017年10月 

DOIScopus

詳細

概要:© 2017 IEEE. The world is more aware of the need for saving energy because of increasing world energy consumption and environmental problems. To promote saving energy in the domestic field, the use of home energy management systems (HEMSs) is rapidly spreading. The HEMS which has automatically controlling function can control domestic electrical appliances including air-conditioners (ACs). In this research, we focus on AC operation plans to improve thermal comfort and reduce electricity costs for residents. However, AC control planning is generally a difficult task because the operation results greatly depend on the environmental characteristics in which the HEMS is installed. To solve this problem, we proposed an AC planning method that accounts for environmental characteristics and uncertainty in prediction by using historical data.

書籍等出版物

冷凍空調技術に関するシミュレーション技術II

秋澤,齋藤,藤居,天野,宮崎

日本機械学会

工場の低温排熱発電と排熱利用技術

河合素直編 天野嘉春(分担)

サイエンス&テクノロジー2011年 07月-

詳細

ISBN:978-4-86428-024-2

機械工学便覧 応用システム編 エネルギー供給システム

日本機械学会 編

日本機械学会2005年 05月-

講演・口頭発表等

発電冷凍ハイブリッドサイクルの理論最適サイクルによる評価

日本機械学会2014年度年次大会2014年09月07日

詳細

口頭発表(一般)

快適性を考慮した家庭用エネルギーシステムの最適運用方策の検討

日本機械学会2014年度年次大会2014年09月07日

詳細

口頭発表(一般)

ベイジアンネットワークを適用した 機器使用傾向学習型 HEMS の開発

平成26年電気学会全国大会2014年03月20日

詳細

口頭発表(一般)

ピンチ解析による VCC プロセスの造粒乾燥システムへの複合効果の評価

第19回動力・エネルギー技術シンポジウム.2014年06月26日

詳細

口頭発表(一般)

確率計画法を用いたエネルギー需要シナリオに対する家庭用PEFCシステムの最適運用方策の検討

第19回動力・エネルギーシンポジウム2014年06月26日

詳細

口頭発表(一般)

家庭用PEFCシステムにおける級長需要予測誤差が省エネルギー性に及ぼす影響の評価

第19回動力・エネルギーシンポジウム2014年06月26日

詳細

口頭発表(一般)

予測・運用計画・制御手法に基づく家庭用エネルギーシステム の時間帯別料金を考慮した経済性評価

第31回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス2015年01月27日

詳細

口頭発表(一般)

準天頂衛星を利用した都市部環境下における マルチ GNSS 複合測位の利用性向上

平成26年度 測位航法学会 全国大会2014年04月23日

詳細

口頭発表(一般)

GPS 不可視衛星棄却のための可視光魚眼カメラ画像を用いた障害物抽出

2014年04月23日

詳細

口頭発表(一般)

準天頂衛星を利用した都市部環境下における マルチ GNSS 複合測位の利用性向上に関する研究

2014 JSME Conference on Robotics and Mechatronics2014年05月

詳細

口頭発表(一般)

スカイラインマッチングによる方位角推定を用いた惑星探査ローバの自己位置補正

2014 JSME Conference on Robotics and Mechatronics2014年05月

詳細

ポスター発表

アンモニア・水混合媒体による発電冷凍ハイブリッドサイクルの多目的最適化

日本機械学会 2013年度年次大会�2013年09月09日

詳細

口頭発表(一般)

典型的需要パターンが及ぼすエネルギー供給システムへの影響分析手法の検討

計測自動制御学会 システム・情報部門 学術講演会2013(SSI2013)2013年11月19日

詳細

ポスター発表

ベイジアンネットワークを適用した機器使用傾向学習型HEMSの開発

平成26年電気学会全国大会2014年03月18日

詳細

口頭発表(一般)

家庭用PVシステムと併用する蓄電池の劣化特性を考慮した検討

日本機械学会,第18回動力・エネルギー技術シンポジウム2013年06月20日

詳細

口頭発表(一般)

地域別エネルギー需要特性に対する家庭用PEFCシステムの運用方策の検討

第30回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス2014年01月30日

詳細

口頭発表(一般)

アクティブサスペンションによるフロート型水上飛行機の耐波性向上に関する検討

日本船舶海洋工学会平成25年秋季講演会 2013年11月21日

詳細

口頭発表(一般)

水蒸気圧縮機における気液二相圧縮過程の解析と実験

日本機械学会 第18回動力・エネルギー技術シンポジウム2013年06月20日

詳細

口頭発表(一般)

コリオリ質量流量計における測定管の減肉診断減肉模擬およびシミュレーションによる診断指標の評価

計測自動制御学会 産業応用部門・流体計測制御部会2013年10月22日

詳細

口頭発表(一般)

稜線画像と数値標高モデルを用いたスカイラインマッチングによるローバの自己位置同定手法

日本機械学会第13回「運動と振動の制御」シンポジウム2013年08月27日

詳細

口頭発表(一般)

早稲田大学 天野研究室 つくばチャレンジ2013における自律移動ロボットの開発

つくばチャレンジシンポジウム20132014年01月07日

詳細

口頭発表(一般)

つくばチャレンジ2013における自律移動ロボットの開発

SI20132013年12月18日

詳細

口頭発表(一般)

準天頂衛星LEX信号を用いたタイトカップリング型GNSS/IMU複合航法の構築

日本ロボット学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集2013年05月22日

詳細

ポスター発表

樹木隣接環境下におけるGPSマルチパス誤差調査に関する研究

日本ロボット学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集2013年05月22日

詳細

ポスター発表

小型UAVにおけるGPSジャイロ/IMU複合を用いた姿勢計測手法の構築�

日本ロボット学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集2013年05月22日

詳細

ポスター発表

MMS の計測経路計画のリアルタイム更新

日本ロボット学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集2013年05月22日

詳細

ポスター発表

屋内外で利用可能な可搬型三次元計測装置の開発

日本ロボット学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2013講演論文集2013年05月22日

詳細

ポスター発表

Mobile Mappingデータにおける大規模三次元点群からの道路周辺地物の認識(第5報) -柱状物体の位置関係を用いた空中架線の抽出-

2013年度精密工学会秋季大会学術講演会2013年09月12日

詳細

口頭発表(一般)

SELENE-2用月面探査車搭載に向けた化学分析装置AXSの開発

宇宙科学シンポジウム2013年01月08日

詳細

ポスター発表

太陽光発電導入各種エネルギー供給システムの経済性・省エネルギー性比較分析

第29回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス2013年01月29日

詳細

口頭発表(一般)

理論最適サイクルに基づく発電・冷凍ハイブリッドサイクルの評価法

第十七回動力・エネルギー技術シンポジウム2012年06月21日

詳細

口頭発表(一般)

水蒸気圧縮過程における水噴霧効果の解析

第十七回動力・エネルギー技術シンポジウム2012年06月21日

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体を用いた発電・冷凍ハイブリッドサイクルのエクセ ルギー評価

日本機械学会 2012 年度年次大会2012年09月10日

詳細

口頭発表(一般)

準天頂衛星と可視衛星数地図を用いた自律移動システムの経路計画

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

GNSSの可視性を考慮したMobile Mapping Systemの計測経路計画

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

小型自律飛行ロボットを用いた機械学習による植生分類図作成

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

GPSとGLONASS複合による移動体測位の 信頼性の向上に関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

Mobile Mapping Systemによる道路視点からの 東日本大震災被災地域調査 —時系列三次元点群比較による道路周辺環境の変化域抽出—

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

大規模三次元点群からの機械学習による柱状物体の認識

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

複数の一周波GPS受信機を用いた小型UAVの高精度姿勢計測

ロボティクス・メカトロニクス講演会2012講演論文集2012年05月27日

詳細

ポスター発表

SVM機械学習による大規模三次元点群からの道路周辺地物の認識

2012年度精密工学会春季大会学術講演会2012年03月14日

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mappingデータにおける大規模三次元点群からの道路周辺地物の認識(第3報)-局所領域の点群孤立度に着目した柱状物体の認識-

2012年度精密工学会秋季大会学術講演会2012年09月13日

詳細

口頭発表(一般)

つくばチャレンジ2012における自律移動ロボットの開発

つくばチャレンジ2012シンポジウム2013年01月05日

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mappingデータにおける大規模三次元点群からの道路周辺地物の認識(第4報) -Mobile Mappingデータにより作成した識別器の他システムにおける性能評価-

2013年度精密工学会春季大会学術講演会2013年03月13日

詳細

口頭発表(一般)

アポロ試料の主要元素組成に基づく宇宙風化度の定量

日本地質学会第118年学術大会・日本鉱物科学会2011年年会合同学術大会2011年09月09日

詳細

口頭発表(一般)

月面でのその場元素分析のための能動型蛍光X線分光計AXSの開発状況

第12回 宇宙科学シンポジウム2012年01月05日

詳細

ポスター発表

SELENE-2 搭載に向けたその場元素分析のための能動型蛍光X 線分光計AXS の開発

第33回 太陽系科学シンポジウム2011年11月15日

詳細

ポスター発表

未利用低温廃熱に適した小型発電システムの評価

関東学生会第51回学生員卒業研究発表会講演前刷集2012年03月

詳細

口頭発表(一般)

実測データに基づく1kW級PEFCシステムの特性分析

第28回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演論文集2012年01月

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mapping Systemによる広域環境モニタリングの実証研究

地理情報システム学会・第20回研究発表大会2011年10月

詳細

口頭発表(一般)

700W級PEFCシステムのCO2排出量分析

日本機械学会2011年度年次大会2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

マルチパス判別を複合したタイトカップリングGPS/INS複合航法による移動体位置推定

第29回日本ロボット学会学術講演会 講演予稿集2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mapping System における広域三次元計測のためのレーザスキャナを利用したカメラ外部パラメータの推定

ロボティクス・メカトロニクス講演会2011 講演論文2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

時間拡張2Dグリッドマップを用いた小型自律移動クローラシステムの開発

ロボティクス・メカトロニクス講演会20112011年09月

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mapping Systemの三次元点群処理に関する研究

2011年度精密工学会秋季大会学術講演会2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mapping Systemの災害復興への活用に関する研究

2011年度精密工学会秋季大会学術講演会2011年09月

詳細

口頭発表(一般)

1000W級PEFCシステムのCO2排出量分析

第30回エネルギー資源学会研究発表会2011年06月

詳細

口頭発表(一般)

GPS衛星不可視環境下における位置標定の高精度化に関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2011 講演論文集2011年05月

詳細

口頭発表(一般)

三次元地図を用いたGNSS反射マルチパス識別による都市環境での測位手法の検討

ロボティクス・メカトロニクス講演会20112011年05月

詳細

口頭発表(一般)

GNSSマルチパス波判別を複合した精密単独測位による屋外移動ロボットの位置推定

第16回ロボティクスシンポジア予稿集 2011年03月

詳細

口頭発表(一般)

三次元地図と赤外全周カメラを用いた屋外環境における車両の三次元位置姿勢推定

第16回ロボティクスシンポジア予稿集 2011年03月

詳細

口頭発表(一般)

環境の三次元地図と赤外全周カメラを用いたパーティクルフィルタによる屋外位置推定

第28回日本ロボット学会学術講演会2010年09月

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mapping System による三次元点群 と時系列画像を用いた道路面補完に関する研究

第28回日本ロボット学会学術講演会2010年09月

詳細

口頭発表(一般)

Mobile Mapping Systemの三次元点群に活用に関する研究

2010年度精密工学会秋春季大会学術講演会2010年09月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究—第56 報 低周波数無線による通信遅延を考慮した屋外遠隔運転—

ロボティクス・メカトロニクス講演会2010 講演論文集2010年06月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究−第57報 GPS衛星不可視環境下における道路地物の測量値を用いた位置補正手法の評価−

ロボティクス・メカトロニクス講演会2010 講演論文集2010年06月

詳細

口頭発表(一般)

小型UAVによるSIFT特徴を用いた単眼カメラSLAMアルゴリズム構築

ロボティクス・メカトロニクス講演会2010 講演論文集2010年06月

詳細

口頭発表(一般)

戸建住宅における電力・給湯需要に対する各種エネルギー供給システムの比較分析

第15回動力・エネルギーシンポジウム講演論文集2010年06月

詳細

口頭発表(一般)

家庭用PEFCシステムの省エネルギー性・環境性・経済性評価

第29回エネルギー・資源学会研究発表会2010年06月

詳細

口頭発表(一般)

GPS 時刻同期と環境の三次元地図情報を用いた屋外遠隔運転システムの開発

第15回ロボティクスシンポジア予稿集2010年03月

詳細

口頭発表(一般)

下水汚泥のVCC蒸発脱水プロセスによるエネルギー資源化の可能性

第26回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス2010年01月

詳細

口頭発表(一般)

蒸発脱水プロセスの超省エネルギー化を可能とするVCC技術の研究開発

26回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス2010年01月

詳細

口頭発表(一般)

道路地物の測量値とGPS/IMUを複合した自己位置標定手法の研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムによる高分解能DEMを用いた路面形状の管理に関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムを用いた道路オルソモザイク生成に関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムを用いた次世代道路地図作成システムに関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムを用いた次世代道路地図作成システムに関する研究

第10回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会(SI2009) 講演論文集2009年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 第54報 GPS時刻同期を用いた車両の遠隔運転システムに関する研究

第10回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会(SI2009) 講演論文集2009年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 第53報 環境の三次元点群情報を用いた位置推定手法の検討

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムと小型自律飛行機を用いた堤防の三次元復元に関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 第52報 環境の三次元地図情報を用いた車両の運転支援に関する研究

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行機による可視・近赤外画像を利用した植生評価システムの構築

ロボティクス・メカトロニクス講演会2009 講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

家庭用ガスエンジン・コージェネレーションシステムの省エネルギー性最大ポテンシャルの分析

第28回エネルギー・資源学会研究発表会講演論文集2009年05月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行機による植生観測手法の構築

第9回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会2008年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第51報 環境の三次元点群情報を用いた車両の遠隔運転に関する研究)

第9回 計測自動制御学会 システムインテグレーション部門講演会2008年12月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行ロボットを用いた災害時における情報収集システムの構築

日本ロボット学会誌2008年09月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムを用いた道路周辺三次元空間モデリングシステム

日本バーチャルリアリティ学会第13回大会2008年09月

詳細

口頭発表(一般)

家庭用ガスエンジン・コージェネレーションシステムの省エネルギー性分析

第25回空気調和・衛生工学会大会学術講演論文集2008年08月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行機を用いた災害時のための実時間情報収集システムの構築

ロボティクスメカトロニクス講演会2008 長野 2008年06月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムを用いたトンネル断面形状管理に関する研究

ロボティクスメカトロニクス講演会2008 長野 2008年06月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機における冷媒採取測定方法に関する実験

日本機械学会2008年度全国大会講演会論文集2008年06月

詳細

口頭発表(一般)

モービルマッピングシステムを用いた架空線・電柱位置管理に関する研究

ロボティクスメカトロニクス講演会2008 2008年06月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行機を用いた災害時のための実時間情報収集システムの構築

日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会20082008年06月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行ロボットを用いた情報収集・計測による防災システムの構築

第13回ロボティクスシンポジア,香川2008年03月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行ロボットを用いた情報収集・計測による防災システムの構築

第13回ロボティクスシンポジア2008年03月

詳細

口頭発表(一般)

家庭用ガスエンジン・コージェネレーションシステムにおける発電効率向上の影響分析

ネルギー・資源学会論文集:第24回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス研究発表2008年01月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニアを作動流体とする温泉熱温度差発電に関する研究 第2報

日本機械学会2007年度年次大会講演論文集2007年09月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行機を用いた高精度三次元計測

ロボティクス・メカトロニクス 講演会(秋田) 2007年06月

詳細

口頭発表(一般)

排ガス駆動アンモニア水混合媒体発電・冷凍ハイブリッドサイクルの特性

JSME第12回動力・エネルギー 技術シンポジウム講演論文集 2007年06月

詳細

口頭発表(一般)

機器部分負荷および外気温特性を考慮したヒートポンプとガス吸収式冷温水機の経済性評価

日本機械学会東北学生会卒業研究発表講演論文集2007年03月

詳細

口頭発表(一般)

熱源状態変動に対するアンモニア・水混合媒体タービンシステムの特性調査

日本機械学会九州支部第60期総会・講演会論文集2007年03月

詳細

口頭発表(一般)

小型自律飛行機と時空間GISを用いた高解像度モザイク画像

計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2006年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第47報 赤外線全周カメラを用いたマルチパス除去による測位の高精度化)

計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2006年12月

詳細

口頭発表(一般)

赤外線全周カメラを用いたGPS測位の高精度化

GPS/GNSSシンポジウム20062006年11月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第46報 屋外自律移動監視システムでの環境地図の使用による遠隔操縦機能の付加)

日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2006年06月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第45報 自動計測システムを用いた継続的な被災情報の収集)

日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2006年06月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第44報 全周赤外カメラと航空測量レーザデータを用いた測位)

日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2006年06月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第43報 モービルマッピングシステムによる道路三次元モデルを用いた白線位置計測)

日本機械学会 ロボティクス・メカトロニクス講演会2006年06月

詳細

口頭発表(一般)

最適化に基づく家庭用ガスエンジン・コージェネレーションシステムの省エネルギー性分析

第23回 エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス 講演論文集2007年01月

詳細

口頭発表(一般)

キャピラリーチューブを用いた中規模ヒートポンプシステムに関する研究

2006年度日本冷凍空調学会年次会 講演論文集2006年10月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機の起動時における溶液ポンプ異常抑制に関する研究−冷媒蒸気発生タイミングの影響−

2006年度日本冷凍空調学会年次大会講演論文集,福岡2006年10月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニアを作動流体とする温泉熱温度差発電に関する研究

日本機械学会東北支部第42期秋季講演会2006年09月

詳細

口頭発表(一般)

温泉熱温度差発電システムにおける作動流体としての自然系媒体の評価

日本機械学会東北支部第42期秋季講演会2006年09月

詳細

口頭発表(一般)

高含水廃棄物を対象としたヒートポンプ式蒸発脱水システムの基礎特性

日本機械学会 2006年度年次大会 講演論文集2006年09月

詳細

口頭発表(一般)

家庭用ガスエンジン・コージェネレーションシステムの特性分析

第25回 エネルギー資源学会研究発表会 講演論文集2006年06月

詳細

口頭発表(一般)

複数の基線長を利用したGPS/DR複合型全周モーションステレオによる屋外三次元環境復元

第11回ロボティクス・シンポジア箱根 (査読付) 2006.32006年03月

詳細

口頭発表(一般)

ロボットと時空間GISの連携による段階的な震災データ収集システムの開発

計測自動制御学会論文集2005年12月

詳細

口頭発表(一般)

GPS自律移動監視システム

日本ロボット学会誌23巻8号(12月号)2005年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究(第42報 モービルマッピングシステムによる被災地の状況把握)

第6回 (社)計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2005年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第41報 航空測量データと全方位視覚センサ画像のマッチングによる移動体の位置・姿勢角推定)

第6回 (社)計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2005年12月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第40報 RTK-GPS/INS/高分解能ODVを用いたマルチベースラインモーションステレオ)

第6回 (社)計測自動制御学会 システムインテグレーション部門 講演会2005年11月

詳細

口頭発表(一般)

全周視覚センサと航空測量データを用いた都市部での高精度測位に関する研究

GPS/GNSSシンポジウム2005 ビギナーズセッション2005年11月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第39報構内自律移動監視システムにおける高速遠隔手動操縦の実現)

日本機械学会年次大会20052005年09月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第37報マルチベースラインOMSVによる距離推定精度の向上)

ロボティクス・メカトロニクス講演会'05 神戸2005年06月

詳細

口頭発表(一般)

屋外環境下で用いる自律移動システムに関する研究 (第34報 3次元GISを用いたGPS衛星遮蔽を考慮した棄却処理によるマルチパス対策)

ロボティクス・メカトロニクス講演会'05 神戸2005年06月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機の冷媒濃度低下時におけるサイクル内の各状態量調査

日本機械学会 第15回環境工学シンポジウム講演論文集2005年07月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体を用いた縦型流下液膜式吸収・凝縮器の特性調査

日本機械学会 第15回環境工学シンポジウム講演論文集2005年07月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア−水系発電・冷凍ハイブリッドサイクルの実証試験

日本機械学会 第15回環境工学シンポジウム講演論文集2005年07月

詳細

口頭発表(一般)

キャピラリーチューブを用いたCO2ヒートポンプシステムに関する研究(第2報 実機システムの運転性能評価)

日本機械学会 第10回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集2005年06月

詳細

口頭発表(一般)

キャピラリーチューブを用いたCO2ヒートポンプシステムに関する研究(第1報 キャピラリーチューブの定常特性)

日本機械学会 第10回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集2005年06月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体発電・冷凍ハイブリッドシステムの接続形態による性能比較

日本機械学会 年次大会講演論文集2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

エジェクタつきアンモニア・水混合媒体タービンシステムの特性調査

日本機械学会 年次大会講演論文集2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

熱源温度から見たアンモニア・水混合媒体タービンシステムの特性調査

日本機械学会 年次大会講演論文集2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第9報 年間運転計画例)

日本機械学会 年次大会講演論文集2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機の吸収器内における過渡的な状態変化とポンプ異常発生との関連

日本機械学会 年次大会講演論文集2004年09月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニアを作動媒体とする冷凍機

設計工学/日本設計工学会2003年11月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機の起動特性実験(システムの小型化にともなう起動時の諸問題について)

熱工学コンファレンス講演論文集/日本機械学会2003年11月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体吸収器・凝縮器の特性調査(実運用化での基本性能調査)

日本冷凍空調学会学術講演会論文集/日本冷凍空調学会2003年10月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第8報 典型的な需要例)

日本機械学会年次大会論文集/日本機械学会2003年08月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機の冷媒濃度推定法および冷媒採取実験について

関東支部総会講演会/日本機械学会2003年03月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体を用いた発電・冷凍ハイブリッドサイクルのある熱源条件における最適な接続形態

熱工学講演会/日本機械学会2002年11月

詳細

口頭発表(一般)

あるCGSに付帯する冷凍システムの最適運用における氷蓄熱機能の効果

関東学生会第41回学生員卒業研究発表講演会/日本機械学会2002年03月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第7報 機器の遅れを考慮した最適運用計画)

関東支部第8期 総会講演会/日本機械学会2002年03月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体タービンシステムの定常特性実験(第2報 アンモニア濃度がシステムに及ぼす影響)

九州支部第55期総会講演会/日本機械学会2002年03月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア吸収式冷凍機の制御性能に関する実験検討

第35回空気調和・冷凍連合講演会講演論文集2001年06月

詳細

口頭発表(一般)

800KW/100USRTアドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第2報)

関東支部第7期総会講演会/日本機械学会2001年03月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第6報 ボトミングステージの構成機器のモデル化と運用計画に関する研究)

関東支部第7期総会講演会/日本機械学会2001年03月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体タービンシステムの定常特性実験

関東支部第7期総会講演会/日本機械学会2001年03月

詳細

口頭発表(一般)

研究用アンモニア-水系吸収冷凍機の実施例の紹介

関東支部第7期総会講演会/日本機械学会2001年03月

詳細

口頭発表(一般)

プレート式熱交換器を用いたコンパクトなアンモニア吸収式冷凍機の特性

第17回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス/エネルギー・資源学会2001年01月

詳細

口頭発表(一般)

800KW/100USRTアドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第1報 システム構成と試運転結果)

日本機械学会関東支部/日本機械学会2000年10月

詳細

口頭発表(一般)

STUDY ON ADVANCED CO-GENERATION SYSTEM; OPERATIONAL PLANNING OF ICE STORAGE SYSTEM WITH SEVERAL PATTERNS OF COOLING DEMAND

2000年10月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究(第5報 氷蓄熱糟の非線形性を考慮した最適運用計画)

日本機械学会関東支部/日本機械学会2000年10月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンストコージェネレーションシステムに関する研究(第4報 構成機器の体格と氷蓄熱の運用計画に関する考察)

北陸信越支部 第37期総会講演会論文集/日本機械学会2000年03月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンストコージェネレーションシステムに関する研究(第3報 種々の冷熱需要に応じた氷蓄熱の運用計画)

第9回設計工学・システム部門講演会/日本機械学会1999年11月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体による発電サイクルと冷凍サイクルの接続について

第9回設計工学・システム部門講演会/日本機械学会1999年11月

詳細

口頭発表(一般)

ある直接接触式熱交換器の定常特性について

日本機械学会 山梨地方講演会1999年10月

詳細

口頭発表(一般)

早稲田大学におけるアドバンスト・コージェネレーションシステムでのアンモニア/水系サイクルの構築

講習会「分散利用型燃料電池・アンモニア/水系エネルギーシステムの展望」/日本機械学会1999年10月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンストコージェネレーションシステムに関する研究(第2報 種々の氷蓄熱の特性に応じた運用計画)

1999年度年次大会講演論文集/日本機械学会1999年07月

詳細

口頭発表(一般)

アドバンスト・コージェネレーションシステムに関する研究?第1報 氷蓄熱の運用計画

九州支部第52期総会講演会論文集/日本機械学会1999年03月

詳細

口頭発表(一般)

アンモニア・水混合媒体を用いた発電・冷凍システムのハイブリッド化に関する研究

九州支部第52期総会講演会論文集/日本機械学会1999年03月

詳細

口頭発表(一般)

2基の熱交換器を並列および直列に接続する系の動特性に関する考察

日本機会学会論文集/日本機械学会1999年02月

詳細

口頭発表(一般)

潜熱性熱源に対するアンモニア・水混合媒体タービンシステムについて

第8回設計工学・システム部門講演会論文集/日本機械学会1998年11月

詳細

口頭発表(一般)

回路論的視点から見た熱交換器の動特性

第6回日本エネルギー学会大会講演要旨集/日本エネルギー学会1997年07月

詳細

口頭発表(一般)

混合媒体サイクルの運転動作点に関する調査

第6回日本エネルギー学会大会講演要旨集/日本エネルギー学会1997年07月

詳細

口頭発表(一般)

都市部における衛星測位精度向上のための3 次元地図と魚眼カメラを用いたNLOS 衛星判別手法の開発

加藤尚大, 渡邉研, 北村光教, 天野嘉春

ロボティクス・メカトロニクス講演会(日本機械学会)2015年05月17日

詳細

国内会議ポスター発表開催地:京都

福島第一原発での教訓を踏まえた突入撤退判断システム (第4報)

塚越貴哉, 小林正尚, 天野嘉春, 石川喜一朗, 山口芳裕, 久保田勝明

ロボティクス・メカトロニクス講演会2015(日本機械学会)2015年05月17日

詳細

国内会議ポスター発表開催地:京都

アンテナを用いた マルチコプタの高精度姿勢推定手法の検討

鈴木太郎, 明比建, 増渕拓馬, 天野嘉春

第33回日本ロボット学会学術講演会(日本ロボット学会)2015年09月03日

詳細

国内会議口頭発表(一般)開催地:東京

カメラ傾斜角を考慮したスカイラインマッチングによる 惑星探査ローバの自己位置推定

明比建, 北村光教, 大津恭平, 大槻真嗣, & 天野嘉春

第14回「運動と振動の制御」シンポジウム(日本機械学会 機械力学・計測制御部門)2015年06月22日

詳細

国内会議口頭発表(一般)

Communication Schedule Optimization of Cascade Control Using Foundation Fieldbus

Thaksin Sangsuwan, Sawai Pongswatd, Amphawan Julsereewong, Yoshisugu Morioka and Yoshiharu Amano

Tenth International Conference on Innovative Computing, Information and Control0215年08月20日

詳細

国際会議口頭発表(一般)開催地:大連

未利用低温排熱駆動のためのヒートポンプサイクルの検討

松本 遥香,兵頭 達也,天野 嘉春

日本機械学会 2015 年度年次大会(日本機械学会)2015年09月13日

詳細

国内会議口頭発表(一般)開催地:札幌

家庭用 PEFC-CGS における 需要予測精度が省エネルギー性に与える影響の分析

吉川 潤,吉田 彬,天野 嘉春

日本機械学会 2015 年度年次大会(日本機械学会)2015年09月13日

詳細

国内会議口頭発表(一般)

実測に基づく燃料電池・コージェネレーションシステムの 特性評価に関する研究

吉田 彬,古市 匠,天野 嘉春

日本機械学会 2015 年度年次大会(日本機械学会)2015年09月13日

詳細

国内会議口頭発表(一般)開催地:札幌

家庭用エネルギー管理システムにおける需要予測精度が運用成績に与える影響の分析

吉川潤,吉田彬,田辺新一,天野嘉春

第32回エネルギーシステム・ 経済・環境コンファレンス(エネルギー・資源学会)2016年02月02日

詳細

国内会議口頭発表(一般)開催地:東京

PV出力抑制下における家庭用エネルギー管理システムの運用成績評価

小方亮平,吉田彬,田辺新一,天野嘉春

第32回エネルギーシステム・経済・環境コンファレンス講演会(エネルギー・資源学会)2016年02月02日

詳細

国内会議口頭発表(一般)

一周波RTK-GNSSと慣性センサの複合による高精度車両位置推定

髙橋佑允, 鈴木太郎, 天野嘉春

平成28年度測位航法学会全国大会(測位航法学会)2016年04月26日

詳細

国内会議口頭発表(一般)開催地:東京

Impact of Forecasting Accuracy of Demand Profile on Energy Consumption Characteristics of Residential PEM-FC CGS

天野嘉春

2016 JST-NSF-DFG-RCN Workshop on Distributed Energy Management Systems(DFG)2016年05月22日

詳細

国際会議ポスター発表開催地:ハイデルベルク

太陽光発電の余剰電力活用が家庭用エネルギーシステムの CO2 排出量に与える影響

永井俊行, 吉田彬, 天野嘉春

第35回エネルギー・資源学会研究発表会(エネルギー・資源学会)2016年06月06日

詳細

国内会議口頭発表(一般)

特許

整理番号:20

発電・冷凍システム(日本)

橋詰 匠, 天野 嘉春, 秋葉 雅史

特願H11-291441、特開2001- 73717、特許第4465439号

整理番号:36

非共沸混合蒸気タービン装置ならびにその利用装置(日本)

天野 嘉春, 秋葉 雅史, 五個野 武利

特願2000-329684、特開2002-097901

外部研究資金

科学研究費採択状況

研究種別:

JAUSを用いた群システム協調のためのミドルウェア開発

配分額:¥3510000

研究種別:

高精度GPS技術と小型UAVフォーメーションフライトの融合による地物の解析

配分額:¥3900000

研究種別:

陸上競技用ランニング動作自律移動型計測システム及び多次元解析システムの開発

配分額:¥10400000

研究種別:

アンモニア・水混合媒体吸収器および凝縮器に使用する直接接触式熱交換器の研究

配分額:¥1500000

研究種別:基盤研究(C)

次世代エネルギーシステムの最適更新計画

2012年-2014年

研究分野:エネルギー学

配分額:¥5460000

研究種別:

次世代エネルギーシステムの最適更新計画

2012年-0月-2015年-0月

配分額:¥5460000

研究種別:

CO2を熱輸送媒体とする地域熱供給システムの最適設計基盤の構築

2019年-0月-2022年-0月

配分額:¥4030000

研究資金の受入れ状況

提供機関:文部科学省

アドバンスト発電システムに関する研究2002年-2006年

提供機関:文部科学省

アドバンスト発電システムに関する研究1997年-2001年

実施形態:受託教育

高含水バイオマス省エネルギー蒸発脱水技術の研究開発2005年-2007年

学内研究制度

特定課題研究

次世代EMSにおける再生可能エネルギーの急変検知と階層的最適予測制御の検討

2016年度

研究成果概要:再生可能エネルギーの急変検知:太陽光発電システム(PV)の導入がより進むにつれて,PV 出力の急激な減少(主に雲により引き起こされる)は配電系統の電圧・周波数の安定性に悪影響を与え,電力品質や変動電源の価格にも直接的に影響を与える...再生可能エネルギーの急変検知:太陽光発電システム(PV)の導入がより進むにつれて,PV 出力の急激な減少(主に雲により引き起こされる)は配電系統の電圧・周波数の安定性に悪影響を与え,電力品質や変動電源の価格にも直接的に影響を与える.この問題の解決策として,PV出力が急激に減少することをあらかじめ検知し,宅内の蓄電機能を持つ機器より電力変動幅が小さくなるよう調整し,電力需要の変動幅を一定範囲内にすることで配電系統側の負担を抑える方法などが想定されている.そのためには予め日射量が急激に落ちる時間と変動幅を予測する必要がある.2016年度は,天空画像の歪み補正,k-means クラスタリングを用いた雲領域の抽出,太陽位置からの距離に応じた快晴領域と雲領域の割合(晴天指標)の抽出,PV発電量の高周波数成分の除去,各特徴量と太陽光発電量の間の相関調査を実施した.その結果をまとめると以下の通り.・天空画像から RBR値・S値を元に閾値処理を施した結果得られた雲画像から,天空画像内の太陽位置からの距離に応じた晴天指標を定義し,算出したところ,太陽が雲に覆われる場合には値が小さくあり,天空画像内に湿る雲領域の割合傾向を反映することを確かめた.・晴天指標の時間変化によりPV 発電量の時間変動を評価できる.・天空画像全体の彩度の平均値を用いることで,PV 発電量を推定可能である.課題として,薄曇に覆われる場合には,PV 発電量が大きいにも関わらず晴天指標の値が小さくなり,正確にPV発電量を反映していないことも確認した.研究成果は,2017年度 第22回 動力・エネルギー技術シンポジウムにて講演にて公表する.階層的最適予測制御の検討:家庭用固体高分子型燃料電池コージェネレーションシステムを対象に,翌日の電力,給湯不可を予測し,最適運用計画を導出するフレームワークを対象に,計画階層的な制御システムを提案して,この効果を評価するシステムを構築した.まず,詳細な負荷特性実験装置によって機器特性モデルのパラメータを同定し,サンプリング間隔1 min間隔での詳細な入出力特性(95%以上の確度でエネルギー消費量を再現)を導出した.これにより,家庭用エネルギーシステムのマネジメントシステムを構築・評価するため,高い確度でシミュレーション評価が可能な環境を構築できた.

混合媒体を用いた発電システムのサイクル論的研究

2000年度

研究成果概要: 独自に考案したアンモニア・水混合媒体を用いるタービンシステムの60KW実験装置を完成した。これを対象に基礎データ取得のための実験検討を行った。 これにより、これまで一般に用いられてきた水やアンモニアなどの単体媒体を用いるランキン... 独自に考案したアンモニア・水混合媒体を用いるタービンシステムの60KW実験装置を完成した。これを対象に基礎データ取得のための実験検討を行った。 これにより、これまで一般に用いられてきた水やアンモニアなどの単体媒体を用いるランキンサイクルや、濃度調整機構のない混合媒体サイクルであるローレンツサイクルよりもさらに高効率で動力を回収するカリーナサイクルを基本とした、独自のサイクル形態を有す本システムの有効性を確認した。調整運転を経てシステムの運転操作方法を確立し、設計点より若干低濃度域でのシステムの静的特性データを得た。これにより、システムの起動、停止方法の確立およびそれにかかる時間短縮への指針を明らかにした。このほかにR123/R134aの混合媒体サイクルについてのシステムを対象としたダイナミクスを検討、報告した。 具体的には、タービンへの媒体ソースとしての蒸発器系サブシステムと、タービン排気側媒体シンクとしての凝縮・再生系サブシステムの二つのサブシステムに注目してそれらの特性評価を行うことで、システムの動力抽出性に関する具体的な効果を明らかにした。すなわち、蒸発器系を特性評価した結果からは、システムへの流入熱源の変化に応じたシステム内のAWM流量制御が動力抽出性に対して支配的であることを明らかにした。また、凝縮・再生器系の機能については、つぎの2点に注目して評価した。すなわち、凝縮機能の回復機構としての循環系の効果と濃度分配機能を大きく左右するセパレータ入口温度の影響度である。これらはどちらもサイクルパターンによって最適な値が存在すること、またその影響度は同程度でシステムの最大定格出力に対して約20%程度であったことを明らかにした。 これらの結果から、システムを運転制御する上で、これら2つのサブシステムをそれぞれ最適になるよう制御して運転することが動力抽出性から重要であり、それぞれの制御系がほぼ独立して操作可能であることからこのようなシステムの運転制御系の構築指針とその運転指針を明らかにした。 また、カリーナサイクルと同様な吸収過程を有するアンモニア吸収式冷凍機についても制御性、構成要素の特性評価をまとめ、コンパクト化への指針を示した。

混合媒体の呼吸作用を利用した発電・冷凍システムの研究

2002年度

研究成果概要: アンモニア・水混合媒体(AWM: Ammonia-Water Mixture)を作動媒体とし、吸収作用を利用することで電気動力を必要としない、排熱駆動型の熱源機器として、アンモニア吸収式冷凍機が古くから利用されてきた。サイクル論... アンモニア・水混合媒体(AWM: Ammonia-Water Mixture)を作動媒体とし、吸収作用を利用することで電気動力を必要としない、排熱駆動型の熱源機器として、アンモニア吸収式冷凍機が古くから利用されてきた。サイクル論的には、この吸収冷凍サイクルと逆である、発電サイクルの一つにカリーナサイクルは1980年代後期から注目され、様々な研究が行われてきたが、実際の運用を意識した詳細な研究開発は世界的にも数例しか報告されていない。本学では、環境に優しい自然系冷媒であるアンモニアと水を用いた、発電・冷凍サイクルの実証研究を行うための研究設備として、喜久井町キャンパスに「喜久井町キャンパス発電所」を設置した。このコージェネレーションプラントは、ガスタービンをトッピングに持ち、その排熱を蒸気タービンで動力回収するだけでなく、さらにその排出蒸気を駆動源とする、AWMを作動媒体とする吸収式冷凍機とAWMタービンシステムとを並列に設置したユニークなものである。コージェネレーションシステムの出力である熱と動力(電気)とを負荷の状況に対応してバランスよく運用できるよう意図したシステム構成となっている。本研究は、このボトミングに位置するAWMを作動媒体とする吸収冷凍サイクルと発電サイクルとを、対象に、それらをハイブリッド化することで、単独で運転する場合に比べて約10%以上高効率に運転可能であることを実証するための基礎研究である。現在までに、ハイブリッド化するための基礎条件を明らかにすべく、発電サイクルと冷凍サイクルを個別に特性評価を行い、基本特性をシミュレートするモデルを構築した。 これらの発電サイクル、冷凍サイクルはともに、吸収作用を利用することを特徴とするが、吸収器の性能が非常にシステムの全体性能に大きく影響する。したがって、特にそれぞれの熱交換特性の評価と制御性の評価を行った。実験結果から、発電サイクル側の吸収作用を伴う凝縮器での性能低下が著しいことを確認し、この性能低下を防ぐための循環系統の設置が有効であることを確認した。

年間COPを考慮した低温熱源利用可能な高性能アンモニア吸収冷凍機の研究

2004年度共同研究者:武居 俊孝, 竹下 恵介

研究成果概要: 排熱駆動可能な冷熱源機器として、吸収式の冷凍機がある。主に空調用には3~7[°C]程度までの冷水を出力可能な臭化リチウム式が一般的に広く普及している。しかし、臭化リチウムによる吸収式冷凍機は冷媒を水とすることにより、一般には氷点... 排熱駆動可能な冷熱源機器として、吸収式の冷凍機がある。主に空調用には3~7[°C]程度までの冷水を出力可能な臭化リチウム式が一般的に広く普及している。しかし、臭化リチウムによる吸収式冷凍機は冷媒を水とすることにより、一般には氷点下以下の出力を得ることはできないため、氷蓄熱などの用途には適用できない欠点がある。一方、アンモニアを冷媒とし水を吸収剤とするアンモニア吸収式冷凍機は、-60[°C]程度の低温を出力可能である利点を持つが、一部10[kW]程度の小型機も空調用として発売されてはいるものの、大部分は大型の冷凍装置としての需要に対応した製品として開発されてきた。また、低温を出力するために、熱力学的な意味での代償として、駆動熱源の温度を低下させることが困難であった。特に、冷媒濃度を高めることが効率向上に不可欠であるとする常識的なとらえ方から離れて、あえて冷媒のアンモニア純度をある程度犠牲にしても、ブリードサイクルの容量アップや乾式の蒸発器を採用することにより、溶液サイクルにおける濃度幅(濃溶液と希溶液とのアンモニア濃度差)の低下を極力抑えて精留熱を大幅に低下させ、これにより精留機能を実現する精留塔の大幅な小型化とリフラックスサイクルの削除を可能にするサイクルを提案した。 提案サイクルの実現可能性を調査するために、現有のアンモニア吸収式冷凍機を用いて、蒸発温度を操作して冷媒濃度を変更し、サイクル内各部における状態量変化の詳細な調査をおこなった。その結果、乾式の蒸発器を採用し、蒸発器周りの構成要素を変更することで提案サイクルによって再生器出口における熱源温度を設計点より10[°C]程度低下させても運転が十分可能であることを確認した。同時に、乾式の蒸発器を採用する利点と、冷媒濃度変化が凝縮圧力に及ぼす影響を、プレート式熱交換器を使用した場合について、実験によって整理した。 また、サイクル内の過渡的な状態量変化の調査を、吸収器周りについて詳細に行った結果、起動時にみられる吸収器内での溶液濃度の過渡的な変化に起因するポンプ異常のメカニズムを解明した。

水蒸気圧縮による高含水廃棄物の省エネルギー蒸発脱水技術研究

2004年度共同研究者:日野俊之

研究成果概要:バイオマスは本質的に高含水である場合が多い。たとえば汚水、下水汚泥、家畜糞尿などの高含水廃棄物では含有する有機物の割合が相対的に少なくエネルギー密度も小さい上、分離、貯蔵、運搬等の処理全体に高含水であるが故、ハンドリングコストが高...バイオマスは本質的に高含水である場合が多い。たとえば汚水、下水汚泥、家畜糞尿などの高含水廃棄物では含有する有機物の割合が相対的に少なくエネルギー密度も小さい上、分離、貯蔵、運搬等の処理全体に高含水であるが故、ハンドリングコストが高くついてしまう欠点がある。その結果、これらのバイオマスは十分に再生、リサイクルされにくい。しかしながら社会全体からの排出量は膨大で、我が国では年間数億トンにも及ぶ。有機性高含水廃棄物は発生した場所、その地域で脱水処理することで、有用物質の分離、運搬、貯蔵における負荷を大幅に削減できる。しかし、濃縮、乾燥などの水分蒸発操作は、水の蒸発潜熱が約2.3[MJ/kg]と大きいことに起因して、典型的なエネルギー多消費プロセスとなっている。さらに、乾燥過程で化石燃料を燃焼させる方法を採用してしまうと、バイオマスを利用、再生するメリットが相殺されてしまう。 そこで、本研究では蒸発脱水プロセスを省エネルギー化するための手法として、蒸発させた水蒸気を再圧縮し、昇温、昇圧下後、蒸気の潜熱を高含水廃棄物の蒸発へ再生利用する水蒸気再圧縮プロセスを用いて、溶液の濃縮、蒸発脱水における既成の省エネルギー技術の数倍の効率向上を目指す。具体的な想定開発対象として、数kW~数十kWクラスの分散型蒸発脱水装置への適用を意図して、高含水物質を蒸発脱水するプロセスにおいて化石燃料燃焼を代替し、CO2排出量を大幅に低下させるため技術開発の基礎研究として取り組んだ。いったん発生した蒸気を圧縮して加熱源として再生利用する手法は、化学工学プラントなどの大型装置で利用されている技術として知られている。この蒸気再圧縮プロセスをベースに基本的な実現可能性評価を行った後、基本的なサイクルの構成要素の特性と、それぞれの構成機器がサイクル特性へ与える影響度を評価した。 まず、現在知られている脱水乾燥技術と性能を比較した。具体的には重油だきの熱伝導式乾燥機、高温燃焼ガスとの直接接触による乾燥機、マイクロウエーブによる電磁加熱蒸発器とを比較した。既存技術のうちもっとも一次エネルギー換算で高効率な重油だき熱伝導式乾燥機の約16倍の効率向上が見込めることを確認した。ここで、評価指標には、投入エネルギー(一次換算)に対する脱水に必要な交換熱量を成績係数COPとして定義し、用いた。 また、実際に蒸発脱水処理量約100[kg/h]の実験装置を設置し、バッチ運転における基礎的な装置の特性データを収集、解析した。その結果、COP=10.5~7.0程度で動作することを確認した。また構成要素のエクセルギー評価を行った結果、コンプレッサーにおける圧縮仕事と熱交換器における熱交換プロセスに起因する不可逆損失がほぼ同程度で、もっとも大きなエクセルギー損失要素であることを確認し、具体的な要素開発課題を明らかにした。

低温熱源利用が可能な低温アンモニア吸収冷凍機に用いる改良型精留器の実証試験

2005年度

研究成果概要:吸収式冷凍機,ヒートポンプは,排熱駆動が可能であるため,熱のカスケード利用におけるボトミング機器として注目されている.吸収式冷凍機には,冷媒にアンモニア,吸収剤に水を用いるいわゆるアンモニア吸収式と,冷媒に水を,吸収剤に臭化リチウ...吸収式冷凍機,ヒートポンプは,排熱駆動が可能であるため,熱のカスケード利用におけるボトミング機器として注目されている.吸収式冷凍機には,冷媒にアンモニア,吸収剤に水を用いるいわゆるアンモニア吸収式と,冷媒に水を,吸収剤に臭化リチウム水溶液を用いる臭化リチウムとがある.一般に,臭化リチウム式が市場に多く出回っている.これは,装置が比較的小さく,かつ,成績係数がアンモニア式に比べて若干勝るためである.しかし,臭化リチウムは水を冷媒とするため,零度以下の冷熱を発生させることが一般できには困難である.そのため,空調用の冷温水発生機として開発,利用されている. 一方で,アンモニア式はアンモニアを冷媒とするためマイナス60℃付近までの低温冷熱を出力することが可能であるが,装置が大型化する傾向にあり,産業用,業務用のプラント技術として発展してきた.ところが,低温度の冷熱を出力するためには熱力学的には高温度の熱源を必要とするが,サイクル内の濃度バランスを適切に調節することで,もっとも大きな構成要素である精留器を小型化し,リフラックス制御による冷媒濃度調整なしにシステムを運転することができることを,現有の実稼働設備(100USRT)を用いて予備実験を行った.その結果,サイクル内での濃度バランスを,ブリード量を適切に調整し,溶液サイクルバランスを適切に保つことで,精留器内での精留に必要な熱量の削減が確認できた.この結果,成績係数が若干低下するも,これまで常識とされてきたほど高濃度に精留しないことで,システムを簡素に,かつ小型化が可能であることが示された.

再生可能エネルギー利活用のためのシステムインテグレーションによる最適化

2009年度

研究成果概要:本研究室で開発に取り組んでいるVapor Compression and Condensation (VCC)技術を脱水・蒸発プロセスに組み込むことで,脱水・蒸発過程で消費されるエネルギーを格段に減少させることができ,固形燃料とし...本研究室で開発に取り組んでいるVapor Compression and Condensation (VCC)技術を脱水・蒸発プロセスに組み込むことで,脱水・蒸発過程で消費されるエネルギーを格段に減少させることができ,固形燃料としてエネルギー利得が得られることを明らかにした.これまでWetバイオマス系の処理方法には嫌気性消化によるガス化プロセスが活発に研究開発されてきたが,これを上回る有望な処理システムの構築が見込めることを明らかにした.一方,エネルギーシステムを適切に評価するに当たり,対象規模に応じて,家庭レベルから大規模な事業所レベルまでの最適運用計画・設計問題として定式化し,システムのポテンシャル比較の枠組をより多くの実データを取り込む事に成功した.具体的には,日本国内の典型的な事務所ビルにおけるエネルギー供給システムの更新計画問題を取り上げ,これを0-1混合整数計画問題として定式化し,炭素税が導入された場合の,システム更新計画に与える影響を評価した.その結果,環境省案(655 円/t-CO2)は,直接システム更新に与える影響はほとんどなく,13倍程度の税率になって初めて,システム更新に高効率機器が導入されるインセンティブを与えられるようになることを明らかにした.この結果は,従来のトップダウンアプローチによる評価結果とほぼ整合し,本研究のボトムアップ方式による評価方法の有効性を示唆するものと成った.

蒸発プロセスの超省エネルギー化を可能にする水蒸気圧縮技術の研究開発

2010年度共同研究者:日野俊之

研究成果概要:本研究は,湿潤バイオマスのエネルギー資源化あるいは,汚染土壌の土壌改良前処理プロセスなどに適用可能な,ヒートポンプ式蒸発脱水システムの高性能化と,そのプロセス評価手法を明らかにすることを目的としている.また,エネルギーシステム一般...本研究は,湿潤バイオマスのエネルギー資源化あるいは,汚染土壌の土壌改良前処理プロセスなどに適用可能な,ヒートポンプ式蒸発脱水システムの高性能化と,そのプロセス評価手法を明らかにすることを目的としている.また,エネルギーシステム一般の最適化手法を駆使して,プロセスシステムの提案を行うためのフレームワークを提示することを最終目標としている.■システムの高性能化:ヒートポンプ式蒸発脱水システムの主要機器である圧縮機について,熱力学的に詳細な検討を加え,圧縮仕事における損失低減の可能性を調査した.特に,水噴霧による圧縮行程の温度上昇を低減することによる効果を説明する熱力学モデルを提示した.これにより,凝縮後のドレン水を回収することで,5%程度の圧縮仕事の低減が図れることを理論的に明らかにした.また,具体的な水噴霧における液滴直径などを試算したところ,現在市場に存在する噴霧機構を利用することで,必要な仕様を満足することを確認した.2011年度には,引き続き,これを検証するための実験装置を構築し,理論を検証したい.■プロセス評価:バイオマスのエネルギー資源化に係わる研究が活発に行われているが,従来処理システムでは,バイオマスのうち多くを占める湿潤バイオマスの運搬,乾燥において,問題を抱えている.このため,エネルギー回収については,比較的水分率の低いバイオマスに焦点を当てた処理システムの検討がなされている.湿潤バイオマスからのエネルギー回収のための前処理として,亜臨界水処理による有機物の加水分解反応により水溶性物質に変換した後,高速高消化率メタン発酵プロセスなどが提案されているが,依然として乾燥過程でのエネルギー多消費は改善されていない.筆者等の提案しているヒートポンプ式蒸発脱水システムを組み込むことによって,このような各種前処理,エネルギー変換処理プロセスのエネルギー回収性が改善されるが,本研究室で開発した,具体的な処理システム形態のエネルギー利得を評価するプロセス評価モデルのアップデートを継続している.■エネルギーシステムの最適化:エネルギー変換プロセスは様々なプロセス要素の接続によって実現されている.詳細なプラントレベルの実証データを逐次収集し,エネルギー利得が可能なシステム構成の探索を継続している.

次世代エネルギーシステムの最適更新計画

2011年度

研究成果概要: プロセス制御システムの分野では,末端機器同士における双方向ディジタル通信規格が普及し始めている.フィールド機器が通信機能を装備することによって,プロセス系の制御は新たな制御目的をターゲットとしてとらえることが出来るようになってき... プロセス制御システムの分野では,末端機器同士における双方向ディジタル通信規格が普及し始めている.フィールド機器が通信機能を装備することによって,プロセス系の制御は新たな制御目的をターゲットとしてとらえることが出来るようになってきた.通信は,単なる物理量の信号のやり取りだけではなく,機器状態や通信データの信頼度を含むステータス情報など,さまざまな種類の,大量の情報をやり取りすることによって,新たなプラント情報を抽出可能にしつつある. このような背景のもと,動力システムおよびプロセス制御の分野では,「スマートプラント」と呼ばれる新たな研究トピックが国際会議のテーマとして取り上げられ始めている.従来の,一方向的な物理量信号のやり取りを基盤とした制御はもちろん,より広範な種類の情報を通信によって獲得することで,従来は不可能であった特定のプロセスの状態のより詳細な状態や,物理量信号の信頼度情報を利用した,モード遷移によるイベント駆動型の制御が様々なプラントで稼働している.そしてプロセスの状態量を計測,あるいは操作する機器内部の状態診断,また,それらを元にした新しいアセットマネージメントが可能になりつつある.しかし,現状,フィールドバスを用いた診断に関する研究は,バルブポジショナや伝送器一部の機器について取り上げられ,いくつかのベンダーを中心に研究されているが,それをシステム制御およびシステム計画に対してどのように取り込むべきか,有効な手法は提起されていない状況にある.これまでの製品品質コスト最小化を目的としたプロセス制御から,プラントのライフサイクル全体に亘ってのより広い意味での経済性すなわち,プラントのライフサイクルコスト最小化を目的としたプラント制御計画問題が,「スマートプラント」のための最適計画問題として今後ますます注目されると思われる.本研究は再生可能電源導入住宅エネルギーシステム構成を対象に,その有効性を試算した.その結果,蓄電池などのバッファ要素の追加がシステム運用成績へ与える影響を明らかにし,コージェネと蓄電池やEVの組み合わせなど,様々なモデルケースを想定して解析するためのフレームワークを完成した.2012年度第1四半期にかけて,実運用データを収集し,蓄電池系などの構成要素のモデルパラメータを精緻化するための作業を継続している.一方,家庭用コージェネレーションシステムの実需要に対応する最適運用については,特に実運用データを反映した最新型PEFCコージェネレーションシステムを対象に,エネルギー需要パターンとシステムとの整合性を整理した.需要データのクラスタリングよる省エネルギー性評価手法は本研究における研究者との共同研究成果の一つであり,2012年度6月に国際会議にて発表する.そのほか,ユーザにとって最適な現在市販されている家庭用エネルギーシステムの導入指針を与え,システム運用の重要性を提示した.

海外研究活動

研究課題名: エネルギーシステムの最適化に関する研究

2008年04月-2009年03月

機関: 連邦工科大学ローザンヌ校(スイス)

現在担当している科目

科目名開講学部・研究科開講年度学期
理工学基礎実験2A 機械・航空基幹理工学部2020春学期
機械科学と航空宇宙技術 15前再基幹理工学部2020春学期
機械科学と航空宇宙技術 15前再 【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2020春学期
ゼミナール 15前再基幹理工学部2020通年
ゼミナール 15前再  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2020通年
卒業論文基幹理工学部2020通年
卒業論文  【前年度成績S評価者用】基幹理工学部2020通年
伝熱工学基幹理工学部2020春学期
制御系の設計と応用基幹理工学部2020春学期
エネルギ変換工学基幹理工学部2020春学期
Control Engineering A基幹理工学部2020秋クォーター
Control Engineering B基幹理工学部2020冬クォーター
伝熱工学大学院基幹理工学研究科2020春学期
伝熱工学大学院創造理工学研究科2020春学期
伝熱工学大学院先進理工学研究科2020春学期
修士論文(機械科学)大学院基幹理工学研究科2020通年
エネルギー・システム工学研究大学院基幹理工学研究科2020通年
エネルギー・システム工学特論大学院基幹理工学研究科2020春学期
エネルギー・システム工学演習A大学院基幹理工学研究科2020春学期
エネルギー・システム工学演習B大学院基幹理工学研究科2020秋学期
エネルギー・システム工学演習C大学院基幹理工学研究科2020春学期
エネルギー・システム工学演習D大学院基幹理工学研究科2020秋学期
エネルギー・システム工学研究大学院基幹理工学研究科2020通年
機械科学演習A大学院基幹理工学研究科2020春学期
機械科学演習B大学院基幹理工学研究科2020秋学期