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リポバッテリー

ドローンの動力源として一般的なものとしてあげられるとしたらリポバッテリーがあげられるかと思います。
リポバッテリーの正式名称は、リチウムイオンポリマーバッテリーと呼ばれますが、スマートフォンやカメラなどのバッテリーにも使われているリチウムイオンバッテリーをゲル状にした物がリチウムイオンポリマーバッテリーと呼ばれています。
スマートフォンなどに使われるバッテリーは固形タイプと呼ばれサイズを小さく出来ますがケースがある分重くなりますが、ドローンに使われるリポバッテリーはゲル状なのでリチウムイオンバッテリーよりも軽くすることができます。
リポバッテリーはエネルギー密度が高く高出力で軽量とドローンのバッテリーとして適していますが、その反面衝突に弱く衝撃で膨張したり発火したりもしますので取り扱いには充分注意しないといけません。

私もドローンではないですが、スマホを落としてバッテリーが膨張したので、まだ機種変更する予定がなかったのですが泣く泣く機種変更したこともありました（ ; ; ）…

ガソリンエンジン

リポバッテリーは高出力かつ軽量でドローンには最適な動力源ですが、飛行時間が短いという問題があるため長時間の飛行や、広域の飛行には度々バッテリーの交換をしないといけないという手間がありました。
そこで、動力源をガソリンエンジンにする事で飛行時間を大幅に伸ばすことができます。
しかし、エンジンを使用するので騒音の問題が発生し周囲に気を配る必要がありますし、エンジンの出力や振動は空撮などで使うドローンには向いておらず、農薬散布や輸送などに使われています。

小型の草刈り機でも近くだと大きい音がしますので、街中で飛行させると苦情がでそうですね。

ハイブリットドローン

そこで、ガソリンエンジンで発電し、リポバッテリーに給電しながら飛行する事ができるハイブリットドローンが登場しました。
精密のコントロールが必要なドローンのモーターにはバッテリーを使用し、ガソリンエンジンでバッテリーを給電しながら飛行できるので、長距離輸送や広範囲の測量などに使用できます。
近年ガソリンエンジンの振動を抑える無振動エンジンというものが開発され、フライトコントローラーやGPSに振動による影響を与えない飛行が可能になったそうです。

ハイブリットといえばトヨタ プリウスが思い浮かびますが、プリウスはエンジンも動力として使用するので全く違う運用ですね。

水素燃料電池

水素燃料電池は、水素を燃料にした電池のことです。水素燃料電池は水素を保存する高圧ガス容器(水素タンク)、水素を供給する配管やバルブ、空気を供給するコンプレッサ、プロペラなどから構成されます。
バッテリーと比べると長時間の飛行、充電速度が早いなどのメリットがあり、農薬散布や物流等の産業領域での応用が期待されています。
また、二酸化炭素を排出しないため、ガソリンエンジンと電動モーターを搭載したハイブリッド式ドローンと比べて環境に良いとされています。
一方で、水素燃料電池を搭載して高い高度を飛行するため、水素貯蔵用の高圧ガス容器（炭素繊維製FRP容器）に高い安全性能が求められ、高圧ガス保安法令に違反しないような取扱が求められます。
⽔素燃料電池は⻑時間⾶⾏を実現しながらもエンジンのような騒⾳が⽣じず、温室効果ガスの排出も抑えられるなど、バッテリーとガソリンエンジンの短所を補うドローンとして注⽬されています。
ただし、⽔素燃料に関わるインフラや規制は整備中であり、現段階ですぐに活⽤することは難しいとされています。

まとめ

水素燃料電池は、長距離飛行が可能で、エンジンによる騒音が無く、温室効果ガスも排出しない動力源としてレベル4飛行にも最適だと思いますので、水素ガスのインフラや規制が早く整備されることを期待します。

おわりに

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