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エネルギー業界の気になるニュースをPICK UP

12月4日気になるニュース

送電線の保守をAIで自動化(2019.12.3 日経電子版)

www.nikkei.com

どんなニュース?

送電線の保守作業の一部を、AI(人工知能)で実施する事業者が出てきました。

今までヘリコプターにより撮影した映像を、人間の目で確認して電線の異常の有無を確認していたそうですが(規模が大きくてすごい!)、この作業をAIに代行させるそうです。

AI(人工知能)とは

画像解析はAIの得意分野の一つで、異常がある送電線の画像データを教師データにすることで、同様の異常が発生していると思われる箇所を自動的にピックアップできるようになります。

AIの欠点

AI(人工知能)の欠点は、まだ起こっていない未知の異常に関して、それを察知する能力がないことです。

今まで発生した異常個所と同じような異常は、それを異常と判断する元のデータを根拠とするので、高い精度で異常を検出できます。しかし、未知の異常に対しては、それを異常と判断することができないんです。

AIが未知の異常を発見できるようになるには

ベテランと言われる人は、未知の異常をどういう根拠で異常と判断しているか。

それは、「違和感」です。

彼らは、まだ経験していない異常に遭遇したとき、違和感というファーストインプレッションでその箇所をマークします。そして蓋を開けてみて、異常を発見するのです。

僕はこの点について、AIに違和感を実装するために、素人ながら、FEM(有限要素法)を活用すれば実現できるのではないかと思っています。

FEMでAIは強くなれるのか

FEM(有限要素法)とは解析手法の一つで、コンピュータ上に解析したい物のモデルを作り(CADで図面を引くような感じ)、温度の変化や振動など、様々な条件を与えて時間を経過させ、解析対象に将来どのような変化が現れるかを検討するものです。つまりシミュレーションです。

電線であれば、防止すべきは電線の断線。断線が起こりうるのは、金属疲労による物理的断線と、電気抵抗率が上がることによるジュール熱によって金属が徐々に酸化し、金属の性質が変わることが原因になりそうです。

つまり、FEMを用いて、色々な条件下での金属疲労と電気抵抗率の変化による金属特性を解析し、金属特性が異常が起こりうる条件になったときの電線外見がどうなるかが解析できれば、そのデータを根拠にAIで未知の異常箇所を特定できるのではないかと思っています。

鉄道マンが教える、電車内のベストな座席(在来線)

電車の座席には、実は最も揺れが少なく騒音も小さい(筆者調べ)、実に快適な座席が存在します。

特別に教えちゃいます。 

騒音が小さい車両

電車に乗っていると、意外と騒音、すなわちモーターの音が気になりませんか。

特に西武2000系とか東武9000系とか、いわゆる直流電動機を採用している車両は、モーターの構造的に大きな音が出やすいです。

しかしなんと、このモーター音がほとんど気にならないほど、走行音の静かな車両が存在します。

 

それは、モーターを搭載していない車両です(身も蓋もない)

 

そもそも電車とは、車体を動かすためのモーターを、各車両に分散したものをいいます。貨物列車のような、電気で動く車両を用いて貨車を牽引する方式は、電車ではなく機関車と言います。(最近は貨車にモーターを分散配置した、電車タイプの貨物列車も存在します)

電車はモーターを分散配置してはいますが、全ての車両がモーターが搭載されているモーター車というわけではなく、モーターが搭載されていない車両も存在します。ここがポイント。

モーター車ではない車両を選ぶことで、騒音の少ない移動時間を手に入れることができます。

モーター車でない車両が、電車1編成のどこに当てられるかは、鉄道会社の思想によって異なるため一概には言えませんが、基本的に運転台がある(つまり先頭と最後尾)の車両はモーター車でない場合が一般的なようです(筆者調べ)。

つまり、先頭か最後尾の車両に乗れば、静かな環境をゲットできることになります。

揺れが最も少ない箇所

次に電車の揺れについてですが、レールの継ぎ目で発生するガタンゴトン音は、どの車両のどの位置に座っても平等に聞こえる音のため、防ぎようがありません。

それ以外の、例えばレールが直線である箇所で発生する揺れについて、揺れる場所と揺れない場所があるのかですが、車内を観察していて気づいたことがあります。

それは、レール継ぎ目のない箇所で発生する横揺れは、車両の中心を軸に揺れているらしいということです

つまり言い換えれば、車両の中心は回転軸なので、揺れが最小っぽいということです。

観察していて気づいたことなので、どういう理屈で回転中心が車両中心になっているのかはわかりませんが、実際に車両の中心に近い席に座ってみると、揺れが少ないと実感できます。

冷暖房が最もよく効いている場所

ついでに言うと、関東の首都圏を走る電車は4ドア車が多く、車両中心付近はちょうどドアとドアの間になるので、夏の暑い時期は暑い外気の影響を最も受けにくく、冬の寒い外気の影響も、最も受けにくい場所です。

座るべき座席は、先頭か最後尾の車両の、中心付近の座席だ!

先頭か最後尾の車両はの、中心付近の座席を選べば、騒音が最も少なくしかも揺れも最も少なく、さらに空調も一番効いている、いわば最強の席です(個人的に)。

竹も燃料になり得る

11/24〜11/26の電力業界気になる記事UPDATEします。

竹を燃料に発電(11/25、日経朝刊)

どんなニュース?

www.nikkei.com

2019年11月24日、バンブーエナジー(企業名から安易に事業内容が想像できる!)が、熊本県内で竹を燃料にした焼却炉の稼働を始めました。

バンブーフロンティアエナジーの事業紹介のページによると、竹は成長が早く、かつては日用品や建材によく使用されたそうですが、安価な輸入品により国産竹の需要が減り、放置された竹林が増えてしまっているそうです。

なぜ取り上げたのか

勤めている鉄道会社の路線沿線に竹林が広がっている箇所があるため、竹の有効活用について興味を持っていました。竹が発電に使える可能性があるというのはとても面白い話です。

遊休地を活用して竹を生産して発電に活用すればCO2も減らせるのでは?と考えて調べてみましたが、竹のCO2吸収量はそんなに多くない可能性があるらしいです(

竹にCO2削減効果ないとの研究成果 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト

)。

竹を活用した発電方法は、CO2削減の観点というよりは、すでに広がってしまった荒れた竹林の竹を有効に活用するために利用した方が良さそうです。

オランダ電力買収へ(11/26、日経朝刊)

どんなニュース?

www.nikkei.com

2019年11月25日、三菱商事と中部電力がエネコ(オランダ)買収の優先交渉権を獲得しました。

日本で今後活発になると予想される電力卸売市場で先手を打ちたい三菱商事と、少子高齢化で電力需要の頭打ちが懸念される国内市場を念頭に、新しい分野で稼ぎたい中部電力の思惑が原動力とみられます。

なぜ取り上げたのか

11/19のエントリでも触れましたが、電力のダイレクトプライシングが始動し私たちの生活に定着すれば、単位電力量あたりのCO2排出量はより減少していくと思われます。

電力のダイレクトプライシングを実現するためには、VPP(仮想発電所)と呼ばれる仕組みづくりが必要不可欠です。電力系統に接続されている全ての設備がネットワークにつながり、お互いの需給状況の情報をやり取りしながら電力需給を調整する仕組みで、これによりリアルタイムな電気のやりとりができるようになります。

VPPや電力卸売で先をゆく欧州の、それらのノウハウを吸収できれば、日本においてこれから取り組むべきVPP、電力卸売の構築に資すると考えられます。

バイオマス発電が来ているそうです

バイオマスによる発電容量が、5年で風力と同規模になる

日本製紙、最大級の木質バイオマス発電所 :日本経済新聞

バイオマス発電とは、木や家畜の糞尿など、生物資源を用いて発電する再エネの一種です。

木を加工した際に生ずる切り屑を加工して作られたチップを燃やすことで発電する木質バイオマス発電もバイオマス発電の一種で、発電時に発生する二酸化炭素の全量は、木が成長する段階で光合成により吸収されているため、二酸化炭素の総排出量はゼロであると考えられています。

この木質バイオマス発電による発電容量が、今後5年で2倍になるというニュースです。

再エネというと、太陽光発電や風力発電をイメージしがちですが、バイオマス発電も重要な再エネの一種であるのでピックアップさせていただきました。

ロボット用無線給電の開発

パナソニック 搬送ロボ向け無線給電、倉庫の効率化に :日本経済新聞

倉庫などで使用される搬送ロボット向けの無線給電について、パナソニックが給電容量1kWの装置を開発したそうです。

1kWの給電ということは、1秒で1kWsの電力を供給できることを意味します。1kWs=1/3600kWh=0.27Whですので、搬送ロボットの定格が300Wなら、1秒の充電で約3秒動かすだけの電力を供給できることになります。

iPhone8から実装されている無線給電(Qi:チー)は、現在出回っている製品で15Wの容量ですので、パナソニックが開発した給電装置は、Qi規格の66倍の給電容量を実現したことになります。

この記事をピックアップした理由は、僕は電車に電気を供給する電車線を無くすべきだと考えているからです。電力供給をワイヤレスでできるようになれば、電車線が減るようなことがないのでメンテナンスコストが限りなくゼロになるし、高所から墜落する危険がなくなります。

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