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気候変動をビジネスチャンスに変える「適応ビジネス」とは?

2017.11.08

■実証実験中にゲリラ豪雨に見舞われる

 実証実験で用いたシステム構成は基本的に、現在の『下水道氾濫検知ソリューション』とほとんど変わらない。電池交換や電源確保が当初から課題であったことから、「エネルギー・ハーベスティング技術」を生かした熱電変換ユニットからセンサーノード(通信機)と水位センサーに電力を供給し、得られた水位データをセンサーノードとゲートウェイを介してクラウドに送る、という仕組みを採用した。熱電変換ユニットやセンサーノードは、マンホール蓋の裏側に装着している。


マンホール蓋裏に搭載されている装置類。真ん中が熱電変換ユニットで、その隣の銀色のものが、センサーノードになる

 ただ、実証実験を開始した頃は、現在の『下水道氾濫検知ソリューション』とはやや異なる熱電変換ユニットを採用していた。実証実験スタート時はフィン型熱電変換ユニットを採用。放熱のためのフィンを多数設け、それによって生じる温度差で発電を行なっていたが、「実証事件を進めるにつれて、これだと発電効率が良くないことがわかってきた」(中川氏)。温度差が大きいほど発電効率が高くなるが、マンホールの場合、蓋が太陽光で日中温められフィンを通じて放熱されても、周囲の空気も温かいことから、大きな温度差が生まれなかった。

 そこで、フィン型に代わって採用されたのが、蓄熱材型熱電変換ユニットであった。蓄熱材型は、温度の変化が少ない蓄熱材の特性を利用して、温度変化の大きい鉄蓋との温度差をより大きく取ることができる。実証実験の結果、フィン型と比較して蓄熱材型の方が発電効率が高く適していることがわかったことから、『下水道氾濫検知ソリューション』では蓄熱材型を採用した。実証実験では、フィン型と蓄熱材型の発電量の差は5.1倍であった。

 また実証事件では、無線通信の距離が伸びないことも課題として浮き彫りになった。水位データを集約してクラウドに送るゲートウェイをマンホールから数メートルのところに設置しないと、データが収集できないほどだった。

 無線の距離が伸びなかったのは、マンホールの蓋が鉄製であったことによる。そこで、マンホールの蓋をつくる企業と協力し、アンテナを埋め込んだマンホールの蓋をつくった。これにより無線通信の距離を伸ばすことに成功。ゲートウェイの距離もマンホールから20メートル近く離すことができた。


水位センサーなどを搭載したマンホールとゲートウェイ収容ボックスの位置関係

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