電気工学と情報工学で，カーボンニュートラル社会を支えるエネルギーシステムを創る
スマートエネルギーシステム研究所は，電気工学と情報工学を融合したエネルギーシステム技術の研究と人材育成を進める研究拠点です。
再生可能エネルギーの導入拡大，ヒートポンプ給湯機や電気自動車など需要家側エネルギー機器の電化，災害時のエネルギー供給，電気系技術者の不足といった課題に対し，エネルギーシステムの計画・制御・設計を一体的に扱う研究に取り組みます。
私たちは，カーボンニュートラル社会の実現に向けて，データ，数理モデル，シミュレーション，制御技術を活用し，地域・企業・社会の意思決定と実装を支える技術基盤の創出を目指します。
設置の背景
カーボンニュートラル社会の実現には，再生可能エネルギーの導入拡大と，エネルギー利用の電化が不可欠です。一方で，太陽光発電や蓄電池などの分散型電源が需要家側に普及すると，配電網の電力潮流は双方向化し，電圧管理や需給運用はこれまで以上に複雑になります。
さらに，災害時の停電復旧，地域ごとの再生可能エネルギー導入計画，電力機器・制御器の設計技術継承など，電力・エネルギー分野には技術面と人材面の双方で新たな課題が生じています。
こうした課題に対応するためには，電気現象を理解する工学的知識と，データサイエンス，数理最適化，シミュレーション，制御といった情報工学的手法を横断的に扱える研究者・技術者が必要です。
研究所のミッション
スマートエネルギーシステム研究所では，次の3つを中心的なミッションとして研究活動を進めます。
1. エネルギーシステムの計画技術を高度化する
地域の需要，再生可能エネルギー資源，設備コスト，燃料価格，CO2排出制約などを考慮し，どの技術を，いつ，どの程度導入すべきかを定量的に評価する分析基盤を構築します。
2. エネルギーシステムの制御技術を高度化する
太陽光発電，蓄電池，インバータ，需要家側機器などを活用し，平常時の効率的な運用と，災害時のレジリエンス向上に資する制御技術を開発します。
3. 次世代の電気系人材を育成する
研究活動，セミナー，実験教材の開発を通じて，電気工学と情報工学の両方を理解し，社会実装まで見据えて行動できる人材の育成を行います。
主な研究テーマ
1. カーボンニュートラル社会に向けた技術ロードマップ最適化
カーボンニュートラル社会を実現するためには，太陽光発電，風力発電，蓄電池，水素，CO2回収技術，需要側機器など，多様な技術をどのように組み合わせるかを検討する必要があります。
本研究所では，地域ごとの電力需要，再生可能エネルギー導入ポテンシャル，燃料価格，設備価格，CO2排出制約などを入力として，設備導入量や運用方法を最適化する地域エネルギー需給分析ツールの開発を進めます。
このツールにより，自治体のカーボンニュートラル施策，地域エネルギー事業者の設備投資，企業の脱炭素戦略などに資する定量的なシナリオ分析を行うことを目指します。
2. 災害レジリエンス向上に向けた系統連系インバータ制御
自然災害により大規模停電が発生した場合でも，地域に存在する太陽光発電や蓄電池を活用できれば，低圧配電網の一部を自律的に復旧できる可能性があります。
本研究所では，電圧源として動作可能なグリッドフォーミングインバータを対象に，停電時に需要家側の分散型電源を活用して配電網をブラックスタートするための制御技術を研究します。
リアルタイムシミュレータと実機インバータを組み合わせたデジタルツイン環境を整備し，シミュレーションと実機検証を往復しながら，実装可能性の高い制御手法の開発を進めます。
3. スイッチトリラクタンスジェネレータの制御技術
風力発電や小規模水力発電など，多様な再生可能エネルギー電源に適用可能な発電機技術として，スイッチトリラクタンスジェネレータに着目しています。
本研究所では，発電効率の向上と出力電力品質の改善を目的として，スイッチトリラクタンスジェネレータの特性に適した駆動方式や制御手法の最適化に取り組みます。
再生可能エネルギー電源の多様化に対応できる電気機器・制御技術を確立することで，地域や用途に応じたエネルギー供給システムの選択肢を広げることを目指します。
4. 初学者向け電子制御実験キットの開発
電気エネルギー技術を支える人材を育成するためには，早い段階から電気回路，制御，プログラミング，エネルギー変換の基本に触れる機会が重要です。
本研究所では，中学生・高校生を含む初学者を対象に，電子制御の原理を体験的に学べる実験キットを開発します。開発した教材は，オープンキャンパス，出張講義，学内イベントなどで活用し，電気工学への興味関心を高める教育活動につなげます。
5. 電気情報系研究セミナーの実施
エネルギーシステムの課題は，電力工学，情報工学，制御工学，経済学，政策，地域課題など，複数の分野が交差する領域にあります。
本研究所では，学内外の研究者，企業，自治体，学生が参加できる研究セミナーやワークショップを実施し，最先端の研究動向を共有するとともに，分野を越えた議論とネットワーキングの場をつくります。
これにより，研究成果の社会実装を進めるだけでなく，学生が実社会の課題や専門家との議論に触れる機会を増やし，卓越した電気・情報系研究者および技術者の育成を図ります。
研究体制
スマートエネルギーシステム研究所では，電力・エネルギーシステム，電気機器，制御，情報技術，社会実装に関わる研究者が連携して研究を進めます。
研究代表者
根岸 信太郎
神奈川大学 工学部 電気電子情報工学科 准教授
研究分担者
土屋 健伸
神奈川大学 工学部 電気電子情報工学科 教授
中沢 吉博
神奈川大学 工学部 電気電子情報工学科 助教
曽根 忠瑛
神奈川大学 工学部 電気電子情報工学科 特別助教
客員教授
徳田 憲昭
社会実装に向けた戦略立案および技術支援
産学官連携・社会実装
本研究所では，研究成果を論文発表にとどめず，自治体，企業，研究機関，教育機関との連携を通じて，社会実装につながる活動を進めます。
自治体に対しては，地域の再生可能エネルギー導入可能性やカーボンニュートラル施策の検討を支援する分析基盤の提供を目指します。地域エネルギー事業者に対しては，設備投資や運用計画の意思決定を支えるツールの開発に取り組みます。
企業に対しては，インバータ制御，デジタルツイン，エネルギーマネジメント，発電機制御などに関する共同研究や技術相談を通じて，現場の課題に応じた研究開発を進めます。
また，研究セミナーやワークショップを通じて，大学，企業，自治体，研究機関が継続的に情報交換できる場を形成し，電力・エネルギー分野における技術コンソーシアムの設立も視野に入れています。
連携を希望される方へ
スマートエネルギーシステム研究所では，以下のような連携を歓迎します。
- カーボンニュートラル施策や地域エネルギー計画に関する共同研究
- 再生可能エネルギー，蓄電池，需要家側機器の導入評価
- インバータ制御，デジタルツイン，配電網レジリエンスに関する研究開発
- 電気情報系の研究セミナー，ワークショップ，共同イベント
- 中高生・高校生・大学生向けの電気エネルギー教育活動
共同研究，技術相談，講演，セミナー連携などに関心のある方は，下記までお問い合わせください。
お問い合わせ
根岸 信太郎
神奈川大学 工学部 電気電子情報工学科
negishi [at] kanagawa-u.ac.jp
根岸研究室 