サンデビルは持続可能性の構築にイノベーションを起こす

エネルギーソリューションおよびデジタルオートメーション企業であるシュナイダーエレクトリックは、持続可能性における新しいアイデアを高めるための学生コンテスト「Schneider Go Green」を毎年開催しています。 2023 年のコンペでは、建物の循環性とエネルギー効率に革命をもたらすアイデアを概念化することが応募者に課されました。

アリゾナ州立大学のアイラ・A・フルトン工学部の一部である物質・輸送・エネルギー工学部で機械工学の修士号を取得している学生、フセイン・バヴナガルワラさんは、機械・航空宇宙工学のパトリック教授からこの競争について聞いた。材料の熱伝導特性を研究するコースに在籍中のフェランさん。 Bhavnagarwala の研究は、建築材料の持続可能性を向上させるための熱伝達に関するアイデアを開発するきっかけを与えました。 Sun Devil Sparks は、日中に熱を吸収し、夜間に熱を放出し、より少ないエネルギー消費で屋内空間を冷却する壁パネルを概念化することで、建物のエネルギー効率を高めることを目指しています。グラフィック: Hayley Hilborn と Erika Gronek、ASU/Midjourney 全体画像のダウンロード

「熱伝達は私の好きな主題の 1 つです」とバヴナガルワラさんは言いました。「私の父は暖房、換気、空調のエンジニアであり、この分野でよく働いており、私は父と「グリーン」な建物についてよく話し合うことが多いです。エネルギー効率は熱伝達と非常に密接に関係しています。これが私にこのコンテストに強い関心を持って取り組む動機を与えてくれました。」

オンラインでコンテストに登録しようとしたとき、バヴナガルワラさんは、ASU チームであるサンデビルスパークスがすでに登録されていることを発見しました。このチームは、テネシー州に拠点を置く ASU オンラインの学部生、ディアナチェイニーによって設立されました。チェイニーは、グローバル未来学部の一部である持続可能性学部で、エネルギー、材料、テクノロジーに焦点を当てた持続可能性の学士号を取得しています。

チェイニーさんは、今年の課題が都市空間のための持続可能なエネルギーソリューションの革新に焦点を当てており、それが彼女の「学問の路地」のすぐ上にあると述べたため、コンテストへの参加を決めた。

Bhavnagarwala はコンテストの Web サイトでチームに加わりました。その後、2人は2人のチームメイトを採用した。ルイビル大学でビジネス分析を学ぶ大学院生のトーシン・クレメントと、機械工学の修士号を取得するASUの学生サイ・サケス・ナラバスラだ。

コンテストの第 1 段階では、チームは自分たちのアイデアを概念化した 10 枚のスライドプレゼンテーションを提出する必要がありました。

建物の持続可能性を向上させる方法を考えるとき、チームは家庭内で最もエネルギーを消費するものの 1 つであるエアコンを特定することから始めました。日中、エアコンは建物を冷やすために大量のエネルギーを消費しますが、気温が下がる夜間はその必要性が低くなります。

しかし、ほとんどの建物の断熱材は日没後も熱を保持するため、室内が暑くなり、継続的な気候制御が必要になります。学生たちは、熱伝導体と断熱体の両方として機能する壁パネルを開発することで、この回避可能なエネルギー消費を削減することに取り組みました。このパネルは日中は断熱材として機能し、スイッチを入れると夜間は導体となり、滞留した熱を建物の外に排出します。

この種の材料、つまり相変化時に熱エネルギーを吸収および放出する物質は、相変化材料 (PCM) と呼ばれます。 PCM は、理想的な動作温度を維持するための車のバッテリーでの使用など、さまざまな用途向けにすでに研究されています。

チームのアイデアとプレゼンテーションにより、チームはコンテストの北米決勝戦への出場権を獲得し、そこでテネシー州にあるシュナイダーエレクトリックの北米本社を訪れ、審査員にアイデアをプレゼンテーションすることになります。

Struct-Spire と名付けた学生たちのアイデアが、空間を涼しく保つためにどのように機能するかを示す図。画像提供：Sun Devil Sparks

このアイデアをさらに詳しく説明し、学生のプレゼンテーションを徹底するために、シュナイダー氏は各チームに指導者を割り当て、アイデアを商業的に実行可能な製品にするために対処しなければならない課題を指摘しました。

Sun Devil Sparks は、Schneider の 3 人のメンターと面会しました。システムアーキテクトの Chris Campbell、彼はシステムアーキテクトです。持続可能性と脱炭素化戦略のリーダー、マリッサ・エインズワース氏。シュナイダー社の産業オートメーション事業部門のディレクター、サイード・ゴルシャイアン氏。メンターのフィードバックを取り入れた後、チームは 6 月の決勝に向けてプレゼンテーションを再考しています。

チェイニーは、チームが自分たちのアイデアで目標とすることができるさまざまな持続可能性の目標を調査しています。また、同様の機能を持つ他の製品を調査することで、壁パネルがどれだけのエネルギーを節約できるかを実証します。チームのメンターはまた、製品の循環性に取り組み、持続可能な方法で生産および廃棄できる方法を確立するよう奨励しました。

Bhavnagarwala 氏は、生産パラメータを確立するために、使用する最も効果的な材料やパネルの厚さなど、設計の指針となる必要な技術的特性を研究しています。

ナラバスラさんは、3D コンピューターグラフィックソフトウェアツールである Blender を使用して、チームのプレゼンテーション用の壁パネルのアニメーションシミュレーションを開発する方法を学んでいます。

学生たちはシュナイダーのメンターの意見をもとに製品開発についての洞察をすでに得ていますが、さらなる教育とキャリア成長の機会も豊富にあります。

テネシー州にあるシュナイダー本社訪問中、学生たちは施設を見学し、同社でのインターンシップの面接を受ける機会を得ます。

学生たちは北米決勝で成功した場合、国際決勝に進み、パリにあるシュナイダーの世界本社に向かいます。

この経験だけでもキャリア構築につながるが、優勝した学生を採用し、研究アイデアを推進してきた同社の実績が、サンデビルスパークスがこのコンテストに全力を尽くす動機になっているとバヴナガルワラ氏は語った。

故郷のインド・チェンナイにあるシュナイダー製造施設の隣で育ったバヴナガルワラにとって、この競技はまさに一周する瞬間だ。彼は、同社での雇用を追求し、おそらく自分のルーツに近い場所で働きたいと述べた。

バレット・オナーズ・カレッジの学生でもあるチェイニーは、このコンテストは彼女にとって「チームと協力して大きく革新的なアイデアに取り組む実際の経験を積む」機会であると語った。

「エネルギーやテクノロジーの分野で持続可能性の専門家とつながりを築き、将来のインターンシップに足を踏み入れたいと思っています」と彼女は語った。「卒業までにコースで学ばなかった持続可能性の分野のスキルや知識をもっと深めたいと思っています。このプロジェクトはまさにそれを実現したと思います。」

フルトン・スクールの大学院プログラム副学部長も務めるフェラン氏は、学生たちの革新精神に興奮を表明している。

「この多様な学生チームの成功は、工学の最大の問題に取り組む学生の能力を雄弁に物語っています。」と彼は言いました。「このチームの革新的なコンセプトは、建物を真に持続可能なものにするという約束を果たすのに役立つかもしれません。」

アイラ・A・フルトン工学部コミュニケーションスペシャリスト

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