三菱重工、宇宙太陽光発電の中核となる無線送電技術の実験に成功

三菱重工業(三菱重工)は3月10日、2月24日に兵庫県神戸市で無線送受電技術の地上実証実験を行い、送電ユニットから10kWの電力をマイクロ波で無線送電し、500m離れた受電ユニット側に設置したLEDライトをその電力の一部を使って点灯させる事に成功したと発表した。

無線送電技術は宇宙に設置した太陽光発電システムから地球に向けて無線で電気を送る、宇宙太陽光発電システムの中核となる技術。3月8日には 宇宙航空研究開発機構(JAXA)が同様の試験を行なうなど、新たな送電技術として注目が集まっている。

同技術は災害などの緊急時や、洋上風力発電からの送電など、地上でも幅広い用途での応用が可能だ。同社の防衛・宇宙ドメイン宇宙事業部宇宙利用推進室設計課 主席の安間健一氏によれば、その実現のためには「コスト」「精度」「小型化」「信頼性」という4つ課題があるという。これらの課題のうち、今回安間氏らは「コスト」「精度」面の克服にフォーカスした技術を開発した。

まず「コスト」について。無線伝送技術は電気をマイクロ波として送電するため、電波を発生させる発振器が必要となる。安間氏らは発振器に電子レンジに使用されるマグネトロンを採用した。マグネトロンは本来加熱を目的としているため、送電に用いると不要な周波数の電波が発信されてしまうが、注入同期技術を適用することでこの問題をクリアした。

そのほかにも、アンテナの数を減らすために送電パネルを市松模様に並べる「スキャッタードシステム方式」や、受電装置の面積を減らすために電力を虫眼鏡の様に集中させる「焦点化アンテナ方式」を採用するなどの工夫によりコストの削減に成功した。

「精度」では、ビームの形状を制御する「位相同期技術」や「PAC法」、ビームの方向を制御する「レトロディレクティブ法」「クローズドループ法」などを用いることで、0.1度単位(500m先で1m程度の誤差)のビーム制御を実現した。

安間氏は「今後は4つの課題のうち残りの2つ(「小型化」「信頼性」)に取り組んでいかないといけない。長距離送電の実用化は5年後以降が目標となるが、電動車両への無線充電など、より近距離への応用はもっと早い時期に製品化できるのではないか」と語った。