1 、研究内容

2 、圧電素子とは

3 、位置エネルギーと圧電素子の出力

1.緒言

2. 「炭素鋼の顕微鏡試験」について(機器の更新の必要性)

3. 炭素量の自動計測プログラムの作成

1.はじめに
一般的なシステムにおける信頼度とは、そのシステムが正常に動作している度合いを示す指標のことである。竜力システムにおいて「システムが正常に動作している」とは、停竜を起こさずに良質の竜気エネルギーを供給している状態である、と言うことができる。このため、電力システムの信頼度は、停電がどの程度起こりにくいか、という観点から評価されることが多い!!。停電に着目した電力システムの信頼度を、特に供給信頼度と呼んでいる。現在のような電力ネットワークが確立してから長い時間が経過しており、ネットワークの構成要素の老朽化による故障の発生が懸念される。このことは供給信頼度の低下につながると考えられる。そのため、設備の増強および更新による、故障の予防が必要であると考える。さて、送電線の容量を超えて電力が送られている状態のことを過負荷というが、送電線を過負荷運用すると、熱によって劣化が早まる図。このことから、各送電線の運用状態にかかわらず一定の条件で更新をしようとすれば、ある送電線は更新前に寿命が尽きて供給信頼度の低下を引き起こし、別の送電線は十分利用可能な状態で更新されてコストの無駄を招く、と考えられる。そこで本研究では、電力ネットワークの運用状態を考慮した増強計画法を提案するとともに、開始電力系統モデルのコンピュータシミュレーションによって提案手法の検討を行った。送電線客量設定
2.増強計画法の提案とモデル系
統への適用
2.1.提案手法の流れ
本研究で提案する増強計画法では、電力ネットワークの中の各々の送電線を、どれほどの間隔で更新していけばよいかを推定することを、目的として定めた。そのためシミュレーションでは、ある更新条件で電力ネットワークを運用した時に、送電線の劣化状態もしくは故障率がどのように変化するか、それに伴って供給信頼度はどう変わっていくか、といったことを数値的に検討していく。図1に提案手法のフローチャートを示す。以下に各部分の詳細を述べる。氏名
-条 洋和
2.2.潮流持続曲線の算出
負荷電力の確率分布を表した曲線を負荷持続曲線という。これは、負荷がある値xより大きくなる確率をL(x)とした時に、L(x)を横軸、xを縦軸にとって描いた曲線である[1]。この曲線を用いることで、電源にどれほど余裕があるか、また停電の確率がどれ程かを知ることができる。これと同様に、各送電線の潮流状態（電力の流れの分布）を表現する方法として、潮流持続曲線なる曲線を描くことができると考えられる。本研究では、送電線の劣化速度を推定する手段として、この潮流持続曲線を提8760案する。潮流がある値Fiより大きくなる時間をT(F)として、T(F)を横軸、時間T(F:) [h] Fiを縦軸にとって曲線を描く。図 2に例を示す。図 2  年間潮流持続曲線図2のように、全ルートが健全に運用している場合、ルート術の年間最大潮流値Fmioは、送電容量Faより小さく、過負荷にはならない。しかし、ルート券で1回線脱落した場合、その影響で用の潮流状態に変化が生じ、Faを超えることもある。このとき、用が1回線脱落する確率をP(#jewabとすると、送電線容量を超えて流れるエネルギ一量の期待値E gは次のように算出できる。 E oij = P(# j fault ) f == ' T j (F j ) dF j提案手法では、ここで求めた容量超過エネルギー量から、送電線の劣化状態を推定し、更新シミュレーションを行う。
2.3.電源・負荷制限量の算出
送電線の過負荷が生じても電力の供給は続けられるため、過負荷が直接供給信頼度に影響を及ぼすことはない。そこで、過負荷を解消する手段として電源および負荷の制限を行うことで、過負荷と供給信頼度を結びつけることを考えた。過負荷が生じたときには、全ての母線の負荷を同じ割合で制限する、と仮定する。ここで、ある時刻kにおいて送電綿#の1回線が何らかの原因で脱落したとする。このとき生じた過負荷がmaska%の負荷制限によって解消される場合、電源・負荷制限量Wkjは以下の式で示される。 W kj = Lbk0m fuka /100
2.4.送電線更新シミュレーション
この部分では、ある更新条件に基づいて送電線を更新していった場合にかかるコストを算出する。ここでコストとしては、送電線更新のために消費される供給コストと、電源制限によって損失する停電コストを考える。シミュレーションの際には、送電線の故障率変動を考慮に入れる。故障率は、送電線の劣化状態によって変化すると考えられるため、設置からの経過年数Tiと容量超過エネルギーの蓄積量Enを含む関数であると推定できる。今回は次のような関数形とした。 λ̣= ƒ(Ṭ, E Ṭi ) = ḳ(Ṭi )ḳı (E Ṭi )λ̣i oこの故障率変動を考慮することで、更新条件の評価がより正確にできると考えられる。
一条 洋和
名
2.5.モデル系統
シミュレーションの対象となる電力系統モデルとして、IEEE14母線系統モデル[4]に独自のパラメータを加えたものを用いた(図3)。加えたパラメータは、各母線の負荷曲線にと、各送電線の容量と故障率である。図３において、Gは発電機、Cは同期調相機を表している。また、各母線に示されている数値を、ピーク期(7/27-31)の平日15時の負荷電力[p.u.]と想定している。なお、全ての送電ルートで2回線送電されているとする。
3.提案手法の検討
各送電線の更新条件を、表１のように2種類用意して、それぞれのパターンについて提案手法を適用した。パターン１は全送電線で同じ条件とした場合であり、パターン２はネットワークの運用状態を考慮して送電線別に条件を定めた場合である。表 1  各送電線の更新間隔(単位:年)

3.1.更新間隔を一律とした場合
図４は、パターン1の更新条件を適用した時の、送電ルート別コストを算出した結果である。ここで、供給コストは送電線の更新費用、停電コストは送電線の1回線脱落がもたらす電源制限の費用としている。この図から、5→4や7→9のルートなどは、脱落の際に停電コストに与える影響が大きく、逆に1→12や12→5といったルートはその影響が小さいことがわかる。そこで、前者の更新間隔を長く、後者の更新間隔を短く設定することで、コストのバランスがとれると考えられる。このことについてはパターン2についてのシミュレーション結果から考える。図 4　送電ルート別コスト（パターン1）
氏
氏
名
一条 洋和
3.2.ルートごとに異なる更新間隔とした場合
4.結論
参考資料
図５は、パターン２の更新条件を適用した時の、送電ルート別コストを算出した結果である。図４と見比べると、ほとんどのルートで供給コストと停電コストとの差が小さくなり、よりバランスがとれた状態になっていることがわかる。停電コストに着目すると、図４では12→5と7→9との間で最大105程の差があるのに対し、図 5では103程になっている。更新条件の変更による差が明らかに表れているといえる。電力ネットワークの増強計画法について提案し、具体的な電力系統モデルを用いて検討することができた。また、送電線更新条件の違いによってシミュレーション結果が異なることから、更新条件の良し悪しを判断できることも実証できたと考えられる。今後は、より詳細な電力系統モデルを考えるとともに、良い更新条件をどのように絞り込んでいくかについても検討していく必要がある。 [1]長谷川淳、大山力、三谷康範、斎藤浩海、北裕幸、『電力系統工学』、電気学会[2] 過負荷保護技術調査専門委員会、『電気学会技術報告　第1069号』、電気学会[3]  関根泰次、『竜力系統工学』、電気書院[4] http://www.ee.washington.edu/、University of Washington College of Engineering [5]電力系統モデル標準化調査専門委員会、『電気学会技術報告第754号』、電気学会図 5　送電ルート別コスト(パターン2)
【はじめに】 ESCAとはElectron Spectroscopy for Chemical Analysisのことで、固体表面の構造分析や化学結合状態を分析する電子分光法の１つである。固体表面から放出された電子のエネルギーと数を計測して、その固体表面の情報を知ることがその目的である。私の所属する物質工学科の事情により、今年の３月から管理・保守を任されることになった。受け持ってまだ日が浅いが、ほとんど使ったことのない分析機器であり、また使っているうちに様々な問題も発生した。その時苦労したこと、対応などについて述べたいと思う。また、ESCAの原理および測定方法にも触れたいと思う。
【ESCAとは】
ESCAはその測定原理にもとづいてX P S （X − rav Photoelectron Spectroscopy）とも呼ばれている。真空中で固体表面に一定のエネルギー（h γ ）の文線を照射すると、文線によってエネルギーをもらった表面原子から電子が飛び出す。この電子は、X線などの光照射によって発生するので光電子と呼ばれている。この光電子は元素に固有のエネルギ一値を持っているので、そのエネルギー分布を測定することによって組成を調べることができる。原子核の周りには電子が回っている。電子が回っている軌道は、そのエネルギー値で決められている。このような軌道をK、L、M…軌道という。  X線や紫外線が原子に当たると、そのエネルギーにより、軌道を回っていた電子の一部が原子から飛び出すようになる。これを光電効果という。結合エネルギーEbの準位の電子は、運動エネルギーEkで、物質表面から放出される。なお、結合エネルギーとは原子核内に結合している内殻電子をたたき出すのに必要なエネルギーのことである。
Ek = ''h v  = ''Eb v = ''φ
光電子が飛び出した後の軌道には空孔ができる。この空孔を埋めようとして、これよりも高い軌道から電子が移動する。このときエネルギー差が発生する。このエネルギーの放出方法としては、特性又線の発生とほかの軌道の電子がこのエネルギーを受け取り飛び出すオージェ過程（この電子をオージェ電子という）の２通りある。ESCA測定では、光電子ピークとオージェ電子ピークが観察される。このオージェピークは、ピーク位置、形の化合物依存性があるため、その化学状態の解析に用いられる場合がある。氏名長。俊広N o.5 2 【管理・保守】 ３月に島津の分析機器専門員が装置の修理に来校した。このとき、具体的な管理・保守の方法を伺った。1、標準試料であるＡｇの測定を２週間に一度くらい行う。2、真空度のチェックを行う。3、学校で停電がある場合、あらかじめ停止させておく。この3つを行うことが必要と教わった。図はAgの測定結果である。このピークの位置やベースラインのずれを見ていくことになる。 ESCAを受け持ってまもなくの４月のある日、真空がかなり悪くなり、全く排気しなくなる問題が発生した。前回来て頂いた島津の分析機器専門員に連絡を取り原因を伺った。なかなか原因が分からず、１週間くらいかかった。島津の方と携帯電話で指示を受けながら作業した。原因はポンプ図.標準Agの測定結果からのオイルの逆流を防ぐためのトラップであった。携帯電話で指示を受けながらであったので費用の節約となった。また、最近問題となっているのが、イオンスパッタリングしながら測定をすると、ベースラインがずれるという現象が起こることである。標準物質である銀で行うとこのような現象は起こらないが、亜鉛ニッケル合金で行うとずれてしまう。ベースラインがずれてしまうと解析が非常に厄介となる。本来ならば、専門家を呼んで見てもらう所を携帯の指示で原因が分かり、コスト削減となった。ESCAは常に真空に引いておく必要があり、急な停電のとき、装置に対するダメージの心配がある。何か対策を考える必要がある。実際私が管理を任されてから、２，３度急な停電で、いつの間にかポンプが止まっていたことがあった。また、亜鉛ニッケル合金のイオンスパッタリングによる測定結果のベースラインのずれをどう解釈するか。アルゴンガスの流量が多いせいかもしれない。今後アルゴンガス流量を変えて測定を行ってみたい。平成１９年度鶴岡工業高等専門学校主催第４回　技術発表会　概要

1．はじめに
「日本の水は世界でも稀にみる優れた水」であることを再認識したのは、初めて海外に出た時であり、パリやドイツで水がビールやワインやコーラ等と同じ値段で売られていることに驚いた。それは、カナダでもタイでも中国でも同じであった。そこで、学生にも「日本の水資源は質的に優れているからこそ貴重である」ことを認識させようと水をテーマにした実験を取り入れてきているが、今年は専攻科の特別実験に取り上げ、実際に水道水や湧き水をサンプリングし、且つ市販水をスーパーで買い求め、それらの成分分析を行った。今回は、これらのデータと共に、手持ちの資料を加えながら、改めて日本の飲料水についてて考えてみたい。
2.実験方法
1）使用した飲料水◎水道水・・鶴岡市の水道水、青龍寺簡易水道水◎湧き水・・・金峰山(2ケ所)、朝日地区の湧き水、八幡家井戸水◎市販水・・・南アルプスの天然水、六甲のおいしい水、volvic, evian, Contrex 2）測定機器原子吸光分析装置、ICP発光分光分析装置、イオンクロマトグラフィー 3）測定成分K, Ca, Si, Mg, SO, 2 ~, Cl ~, NO,
3.結果と考察
1）各成分量の分布当然ながら各成分の含有量は異なっている。ミネラル分のCa, Si, Mgは含有量の差が大きく、中でもフランスの「evian」や「Contrex」のCa, Mg, SO 2-は異常と言えるほど多量であり(右図には示していない)、日本の飲料水とは大きく異なって高い硬度を示す。Kは水道水・湧き水・市販水のいずれにも大きな差はなく、特徴的な成分と言える。八幡喜代志金峰山を貯水源とする湧き水1)金峰山中の宮16と青龍寺簡易水道水および周辺14の井戸水を比較すると、これに朝12日地区の湧き水を含めて比較して10も各成分量に大きな差はない。し8かもその硬度は、約15～50ppmの範囲にあり、日本の飲料水の典型的な値を示している。金峰山の2ケ所の湧き水と水道Ca Si Mg水に着目すると、わずかではあるがCa, Mg, SO,²−は標高が下がる金峰山周辺の地下水の成分につれて値が上昇している。確認することは難しく推測ではあるが、地下水が浸透しながら少しずつ鉱化している例として着目できる。
2）「おいしさの指標」と「硬度」の算出
K, Ca, Si, Mg, SO,²の5成分の中で、K, Ca, Siが「おいしさ」成分、 Mg, SO,²が「まずさ」成分として「おいしさの指標」なるものを求めるという方法があるので参考までに算出してみた(このときSiはSiO,に換算する)。硬度は JIS法によって算出し、結果を下表に示した。各試料の成分量と「おいしさの指標」と「硬度」の算出結果
3）その他、飲料水に関するミニ知識その他、驚くべき世界各都市の水道水の成分、水の値段、水質基準等について紹介しながら、日本の水資源は質的に優れているからこそ貴重であることを再認識する機会にしたい。