WO2023145523A1

WO2023145523A1 - 電力供給システム

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Publication number: WO2023145523A1
Application number: PCT/JP2023/001055
Authority: WO
Inventors: 聰中川
Original assignee: トライポッド・デザイン株式会社
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2023-01-16
Publication date: 2023-08-03

Abstract

安定した電力を供給できる電力供給システムを提供することを目的とする。　複数の発電部と制御部とを備える電力供給システムであって、制御部が、複数の発電部のうちのいずれの発電部から機能部へ電力を供給するかについての切り替えを制御する第１制御手段を備え、発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給システム。

Description

電力供給システム

　本発明は、電力供給システムに関する。

　ボルタ電池やダニエル電池のように、異なる二種類の金属を電極とし、電解液に浸すことで、それぞれの電極において、酸化反応又は還元反応を生じさせ、電子の流れる経路を作り出す装置（つまり、電池）がある。

　電池の電解液として使用される液体は、化学やけどのおそれ、火災又は爆発のおそれ、或いは有毒なガスの発生等、人体や環境に悪影響を与える可能性があり、電解液の取り扱いは非常に難しいものであった。加えて、製品化をする際において、液漏れを起こさないようにしなければならず、コストが増大するという課題があった。

　ところで、近年は、可視光、熱、電波、或いは微生物による有機物の分解処理等の微小なエネルギーを電力に変換するエネルギーハーヴェスティング技術が注目されており、エネルギーハーヴェスティング技術を利用して、自立電源を実用化する研究がなされている。

　また、土や水など、身近に存在するものを媒体として発電するシステムも知られている（特許文献１参照）。このシステムによれば、導電部を、土や水などの媒体と接触させることで、電力を得ることができる。

国際公開第２０２１／０４５２３６号

　本発明の目的は、安定した電力を供給できる電力供給システムを提供することである。

　本発明によれば、上記目的は、
［１］複数の発電部と制御部とを備える電力供給システムであって、制御部が、複数の発電部のうちのいずれの発電部から機能部へ電力を供給するかについての切り替えを制御する第１制御手段を備え、発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給システム；
［２］発電部と制御部とを備える電力供給システムであって、制御部が、時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する第２制御手段を備え、発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給システム；
［３］制御部が、時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する第２制御手段を備える、前記［１］に記載の電力供給システム；
［４］発電部により発電された電力を、所定の電圧で機能部へ供給するための電圧変換部を備え、発電部により発電された電力が、電圧変換部を介して機能部へ供給される、前記［１］～［３］のいずれかに記載の電力供給システム；
［５］制御部が、発電部により発電された電力が所定の条件を満たす場合に、電圧変換部を介して、発電された電力を機能部へ供給し、発電部により発電された電力が所定の条件を満たさない場合に、電圧変換部を介さずに、発電された電力を機能部へ供給するように制御する、第３制御手段を備える、前記［４］に記載の電力供給システム；
［６］電力供給システム内の情報を取得する情報取得部を備え、制御部が、情報取得部にて取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する送信手段を備える、前記［１］～［５］のいずれかに記載の電力供給システム；
［７］発電部が、異なる標準電極電位を有する少なくとも２以上の導電部と、媒体とを備える、前記［１］～［６］のいずれかに記載の電力供給システム；
［８］媒体が土、砂、又は水である、前記［７］に記載の電力供給システム；
［９］発電部を備える電力供給システムであって、発電部が、第一導電部及び第二導電部と、媒体を備え、電力供給システムにおいて、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、第二導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、電力供給システムが、機能部と、第一導電部又は第二導電部との接続、又は非接続を切り替える発電切替部を備え、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給システム；
［１０］媒体が土、砂、又は水である、前記［９］に記載の電力供給システム；
［１１］発電部を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、発電部が、第一導電部及び第二導電部と、媒体を備え、電力供給システムにおいて、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、第二導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、電力供給システムが、機能部と、第一導電部又は第二導電部との接続、又は非接続を切り替える発電切替ステップを有し、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給方法；
により達成することができる。

　本発明によれば、安定した電力を供給できる電力供給システムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る電力供給システムにおける電力供給処理のフローチャートを表す図である。本発明の実施の形態に係る実施例の発電部の構成を説明するための図である。本発明の実施の形態に係る実施例の発電部の供給する電圧の継時変化を示す図である。本発明の実施の形態に係る参考例の発電部の供給する電力の継時変化を示す図である。

　以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。以下、効果に関する記載は、本発明の実施の形態の効果の一側面であり、ここに記載するものに限定されない。

（電力供給システム）
　図１は、本発明の実施の形態に係る電力供給システムの構成を示す図である。図１に示すように、本発明の実施の形態に係る電力供給システムは、複数の発電部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）、発電切替部１１、電圧変換部１２、電圧変換切替部１３、制御部１５、及び情報取得部１６から構成される。また、電力供給システムは、機能部１４へ電力を供給する。

　図１では、電力供給システムが備える発電部１０は４個であるが、電力供給システムが備える発電部１０の数は２個以上であれば特に限定されず、適宜設計が可能である。例えば、電力供給システムが備える発電部１０の数は、５個でも、１０個でも、１００個でも、１０００個でもよい。

　図１において実線の矢印により示したように、発電部１０により発電された電力は、発電切替部１１、電圧変換部１２、及び電圧変換切替部１３を介して、機能部１４へ供給される。或いは、発電部１０により発電された電力は、電圧変換部１２を介さずに、発電切替部１１、及び電圧変換切替部１３を介して、機能部１４へ供給される。

　発電部１０と発電切替部１１、発電切替部１１と電圧変換部１２、電圧変換部１２と電圧変換切替部１３、発電切替部１１と電圧変換切替部１３、及び電圧変換切替部１３と機能部１４は、それぞれ電気的に接続されている。つまり、発電部１０と機能部１４は、発電切替部１１、電圧変換部１２、及び電圧変換切替部１３を介して、電気的に接続されている。「電気的に接続」とは、例えば、導電性を有する導線等により通電可能に接続されることをいう。

　発電部１０は、電力を発電するものである。発電部１０の詳細については、後述する。

　電力供給システムは複数の発電部１０を備えており、いずれか１又は２以上の発電部１０により発電された電力が、機能部１４へ供給される。発電切替部１１は、機能部１４へ電力を供給する発電部１０を切り替えるものである。以下、電力供給システムの備える複数の発電部１０のうち、機能部１４へ電力を供給する発電部１０のことを、選択された発電部１０ともいう。

　発電切替部１１は、選択された発電部１０と機能部１４を接続し、選択されていない発電部１０と機能部１４を非接続とすることで、機能部１４へ電力を供給する発電部１０を切り替える。後述するように、発電部１０は第一導電部及び第二導電部を備え、第一導電部と機能部１４、及び第二導電部と機能部１４は接続されている。そのため、発電切替部１１は、機能部１４と、第一導電部又は第二導電部との接続、又は非接続を切り替えるものである。

　後述するように、電力供給システムの備える制御部１５によって、いずれの発電部１０から機能部１４へ電力を供給するかについての切り替えが制御される。発電切替部１１は、手動でも発電部１０を切り替えることができ、ユーザが、手動で発電部１０を切り替えるか、制御部１５の制御により発電部１０を切り替えるかを選択できることとしてもよい。

　また、発電切替部１１は、いずれの発電部１０からも機能部１４へ電力を供給しないように切り替えることも可能であることとしてもよい。以下、いずれの発電部１０からも機能部１４へ電力を供給しないように切り替えられた状態を、機能部１４へ電力を供給する発電部１０が選択されていない状態ともいう。機能部１４へ電力を供給する発電部１０が選択されていないとは、つまり、機能部１４と接続している発電部１０がないということである。発電切替部１１がいずれの発電部１０からも機能部１４へ電力を供給しないように切り替えることで、発電部１０から機能部１４への電力の供給を停止することができる。

　電圧変換部１２は、発電部１０により発電された電力を、所定の電圧で機能部１４へ供給するものである。電圧変換部１２を介して電力を出力する際の電圧は、手動で設定できることとしてもよい。電圧変換部１２は、例えば、昇圧回路や降圧回路などであってよい。また、電圧変換部１２は、発電部１０により発電された電力を蓄電する蓄電部を含んでいてもよい。発電部１０により発電された電力は、電圧変換部１２を介して機能部１４へ供給されることとしてもよい。

　電圧変換部１２が蓄電部を含む場合には、蓄電部に予め蓄電していた電力を、所定のタイミング、及び電圧で、機能部１４へ供給することが可能となる。そのため、例えば、機能部１４において、機能部１４へ電力を供給している発電部１０の発電する電力より大きな電力が必要になった場合や、機能部１４が、初期作動過程においてより大きな電力が必要となった場合にも、より安定的に機能部１４へ電力を供給することが可能となる。

　このように、電力供給システムが、発電部により発電された電力を所定の電圧で機能部へ供給するための電圧変換部を備え、発電部により発電された電力が、電圧変換部を介して機能部へ供給されることで、機能部に供給される電力が一定となる。

　電圧変換切替部１３は、発電部１０により発電された電力を、電圧変換部１２を介して機能部１４へ供給するか、電圧変換部１２を介さずに機能部１４へ供給するかの切り替えを行うものである。電圧変換切替部１３は、選択された発電部１０と電圧変換部１２を接続することで、電圧変換部１２を介して機能部１４へ電力が供給されるようにし、選択された発電部１０と電圧変換部１２を非接続することで、電圧変換部１２を介さずに機能部１４へ電力が供給されるようにすることができる。

　後述するように、電力供給システムの備える制御部１５により、電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給するか、電圧変換部１２を介さずに電力を機能部１４へ供給するかの切り替えが制御されることとしてもよい。また、電圧変換切替部１３は、手動でも上記の切り替えを行うことができ、ユーザが、手動で上記の切り替えを行うか、制御部１５の制御により上記の切り替えを行うかを選択できることとしてもよい。

　機能部１４は、発電部１０から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものであればよい。機能部１４には、例えば、白熱電球や発光ダイオードなどの光源、熱を発する発熱体、音を発する発音体、信号を発する発信体、マイコンなどのコンピュータ装置などが含まれる。

　機能部１４は、手動又は自動で操作可能な電源を備えていても良い。機能部１４に備わる電源をオフにすることで、発電部１０と機能部１４を非接続とし、発電部１０から機能部１４への電力の供給を停止することができる。

　また、図１において破線の矢印により示したように、制御部１５は、発電切替部１１、電圧変換切替部１３、及び情報取得部１６と、相互に情報の伝達が可能である。制御部１５と発電切替部１１、制御部１５と電圧変換切替部１３、及び制御部１５と情報取得部１６は、それぞれ電気的に接続されていてもよく、通信により接続されていてもよい。

　制御部１５は、発電切替部１１に、複数の発電部１０のうちのいずれの発電部１０から機能部１４へ電力を供給するかについての切り替えを制御するための信号を出力する。制御部１５は、所定の第１条件を満たす場合に、複数の発電部１０のうちのいずれの発電部１０から機能部１４へ電力を供給するかについての切り替えを制御することとしてもよい。

　「所定の第１条件」は、発電部１０の切り替えを制御する条件であればよく、適宜設計可能である。「所定の第１条件」は、例えば、日付が更新されたこと、所定の時刻に到達したこと、発電部１０が所定の時間電力を供給したこと、発電部１０が供給できる電力が所定の値以下であること、機能部１４へ供給される電力が所定の値以下であることなどであってよい。

　また、制御部１５は、ユーザが手動で発電部１０を切り替えた場合には、発電切替部１１から、複数の発電部１０のうちのいずれの発電部１０から機能部１４へ電力が供給されているかについての情報を取得することとしてもよい。

　制御部１５は、電圧変換切替部１３に、電圧変換部１２を介して発電された電力を機能部１４へ供給するか、電圧変換部１２を介さずに発電された電力を機能部１４へ供給するかの切り替えを制御するための信号を出力することとしてもよい。制御部１５は、発電部１０により発電された電力が所定の第２条件を満たす場合に、電圧変換部１２を介して、発電された電力を機能部１４へ供給し、発電部１０により発電された電力が所定の第２条件を満たさない場合に、電圧変換部１２を介さずに、発電された電力を機能部１４へ供給するように制御してもよい。

　「所定の第２条件」は、電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給するよう制御する条件であればよく、適宜設計可能である。「所定の第２条件」は、例えば、機能部１４へ供給される電力が所定の値以上であること、発電部１０が供給できる電力が所定の値以上であること、機能部１４へ供給される電力が所定の値以下であること、発電部１０が供給できる電力が所定の値以下であること、発電部１０が所定の時間電力を供給したこと、所定の時刻に到達したこと、日付が更新されたことなどであってよい。

　例えば、機能部１４へ供給される電力が所定の値以上である場合には、電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給することで、機能部１４へ過剰に電力を供給しないようにすることができる。また、例えば、機能部１４へ供給される電力が所定の値以上でない場合には、電圧変換部１２を介さず電力を機能部１４へ供給することで、電圧変換部１２において電力が消費されることを避け、機能部１４へ優先的に電力を供給するようにすることができる。

　このように、制御部が、発電部により発電された電力が所定の第２条件を満たす場合に、電圧変換部を介して、発電された電力を機能部へ供給し、発電部により発電された電力が所定の第２条件を満たさない場合に、電圧変換部を介さずに、発電された電力を機能部へ供給するように制御する、第３制御手段を備えることで、所定の第２条件に応じて、電圧変換部を介して電力を供給するか否かを切り替えることができる。

　制御部１５は、ユーザが手動で上記の切り替えを行った場合には、電圧変換切替部１３から、電圧変換部１２を介して発電された電力が機能部１４へ供給されているか、電圧変換部１２を介さずに発電された電力が機能部１４へ供給されているかについての情報を取得することとしてもよい。

　また、制御部１５は、機能部１４へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御することとしてもよい。制御部１５は、発電切替部１１がいずれかの発電部１０を選択するよう制御することで機能部１４へ電力を供給するように制御し、発電切替部１１がいずれの発電部１０も選択しないよう制御することで機能部１４へ電力を供給しないように制御することができる。また、機能部１４へ電力を供給しないように制御する際には、制御部１５は、併せて、電力を供給する経路が電圧変換部１２を介さないように制御することとしてもよい。電力を供給する経路が電圧変換部１２を介さないようにすることで、電圧変換部１２に含まれる蓄電部から機能部１４へ電力が供給されることを避け、機能部１４への電力の供給を停止することができる。

　さらに、制御部１５は、時間に応じて、機能部１４へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御することとしてもよい。「時間に応じて」とは、時間に関連する条件に応じていればよく、特に限定されない。例えば、所定の時刻に到達したことに応じて制御してもよく、日付が更新されたことに応じて制御してもよく、発電部１０が電力を供給した時間に応じて制御してもよい。

　このように、制御部が、時間に応じて機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する第２制御手段を備えることで、時間に応じて、機能部への電力の供給の実行と停止を切り替えることができる。

　また、図示しないが、制御部１５は、機能部１４とも相互に情報の伝達が可能であることとしてもよい。この場合、制御部１５と機能部１４は、それぞれ電気的に接続されていてもよく、通信により接続されていてもよい。制御部１５は、機能部１４から、機能部１４に備わる電源がオンであるかオフであるかについての情報を取得することとしてもよい。

　さらに、図示しないが、制御部１５は、他のコンピュータ装置と通信接続が可能であることとしてもよい。他のコンピュータ装置は、通信部を有するコンピュータ装置であれば特に限定されない。他のコンピュータ装置には、例えば、デスクトップ型・ノート型のパーソナルコンピュータ、タブレット型端末、スマートフォン、マイコンなどが挙げられる。

　制御部１５は、発電切替部１１、電圧変換切替部１３、及び／又は機能部１４から取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信してもよい。また、制御部１５は、後述する、情報取得部１６にて取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信してもよい。

　情報取得部１６は、電力供給システム内の情報を取得するものであればよい。情報取得部１６は、例えば、電力供給システム内の電圧を測定する電圧測定部、電力供給システム内の環境情報を取得するセンサ、時間を計時するタイマなどを含んでいてもよい。情報取得部１６による電力供給システム内の情報の取得は、常時行われてもよく、一定の時間的間隔で行われてもよい。

　図１では、破線の矢印により示したように、情報取得部１６に含まれる電圧測定部は、発電部１０の出力電圧、発電切替部１１と電圧変換部１２の間に配置された抵抗Ｒ_１の両端の電圧、電圧変換切替部１３と機能部１４の間に配置された抵抗Ｒ_２の両端の電圧を測定している。抵抗の両端の電圧を測定することで、抵抗に流れる電流を算出することができる。

　情報取得部１６に含まれるセンサは、例えば、電力供給システムが設置された空間内の温度、湿度、気圧、可視光量などの環境情報を取得するものであってもよい。

　このように、電力供給システム内の情報を取得する情報取得部を備え、制御部が、情報取得部にて取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する送信手段を備えることで、電力供給システム内の情報を把握することが容易になる。

　また、制御部１５は、情報取得部１６にて取得した情報をもとに、発電切替部１１における発電部１０の切り替え、及び、電圧変換切替部１３における電圧変換部１２を介するか否かの切り替えを行うよう制御することとしてもよい。例えば、抵抗Ｒ_２の出力側の電圧、及び抵抗Ｒ_２に流れる電流の積から機能部１４に供給される電力を算出し、機能部１４に供給される電力が所定の値以下である場合に、電圧変換切替部１３において電圧変換部１２を介さず電力を供給するよう切り替えを行うよう制御することとしてもよい。

　制御部１５、及び情報取得部１６には、外部電源や電池などにより電力が供給されてもよく、発電部１０により発電された電力が供給されてもよい。

　発電切替部１１、電圧変換部１２、電圧変換切替部１３、制御部１５、及び情報取得部１６は、それらのうちいずれか２以上が一体として構成されていてもよく、電気的に、或いは通信により接続しつつ、それぞれ別々に構成されていてもよい。

（発電部）
　本発明の実施の形態に係る発電部は、集電システムを利用して発電するものである。集電システムとは、導電部を、土や水などの媒体と接触させることで、電力を得ることができるシステムのことをいう。本発明の実施の形態に係る電力供給システムは、集電システムにおいて、発電部の切り替えを可能としたものである。以下、図２～５を参照して、集電システムについて説明する。

　まず、集電システムの構成について説明する。

　図２は、本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。図２（Ａ）に示すように、集電システムは、第一導電部１と、第二導電部２と、集電機能部３と、媒体４とから構成される。集電機能部３は、集電システムにおいて機能部として機能するもののことをいい、通電することで所定の機能を実行するものである。第一導電部１及び集電機能部３、並びに、集電機能部３及び第二導電部２は、それぞれ電気的に接続されている。

　第一導電部１の一部又は全部が、媒体４と接触している。また、第二導電部２の一部又は全部が、媒体４と接触している。第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。「非接触」とは、例えば、第一導電部１と第二導電部２とが直接接触していない状態をいう。

　図２（Ａ）においては、媒体４は、同一の素材が物理的に連続することで、一体として構成されている。つまり、図２（Ａ）においては、第一導電部１と接触している媒体４と、第二導電部２と接触している媒体４とは、同一の素材であり、かつ、媒体４は、物理的に連続し、一体として構成されている。

　また、集電システムは、図２（Ｂ）に示すように、第一導電部１が接触する媒体４ａと、第二導電部２が接触する媒体４ｂが、接触していてもよい。この場合、第一導電部１が接触する媒体４ａと第二導電部２が接触する媒体４ｂは、互いに異なる素材である。第一導電部１が接触する媒体４ａと第二導電部２が接触する媒体４ｂが互いに異なる素材である場合には、第一導電部１と第二導電部２が同一の素材からなるものであってもよい。

　あるいは、集電システムが備える媒体４は、図示しないが、３以上の互いに異なる素材から構成されてもよい。その場合、第一導電部１が接触する媒体４ａと、第二導電部２が接触する媒体４ｂとは、媒体４ａと媒体４ｂ以外の、他の素材からなる媒体を介して物理的に接続していることが好ましい。

　あるいは、集電システムが備える媒体４は、図示しないが、第一導電部１と接触している媒体４と第二導電部２と接触している媒体４とが同じ素材であって、第一導電部１と接触している媒体４と、第二導電部２と接触している媒体４とが、他の素材からなる媒体を介して物理的に接続していてもよい。

　つまり、集電システムにおいて、媒体４は、媒体を介して第一導電部１と第二導電部２との間で陽イオン、陰イオン、及び／又は電子の移動が可能であるように構成されていればよい。

　また、集電システムは、複数の第一導電部１と第二導電部２の対（以下、「導電部の対」という）を、直列に接続してもよい。

　図３は、本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。図３に示すように、集電システムは、ｎ個の第一導電部１（１_１、・・・、１_ｋ、１_ｋ＋１、・・・、１_ｎ）と、ｎ個の第二導電部２（２_１、・・・、２_ｋ、２_ｋ＋１、・・・、２_ｎ）と、集電機能部３と、ｎ個の媒体４（４_１、・・・、４_ｋ、４_ｋ＋１、・・・、４_ｎ）とから構成されていてもよい。ここで、ｎは２以上の任意の整数を表し、ｋは１以上、ｎ未満の整数を表す。

　図３では、隣接する導電部の対のうち、第二導電部２_ｋと第一導電部１_ｋ＋１とが電気的に接続されることで、隣接する導電部の対が直列に接続されている。以下、直列に接続された導電部の対を、「直列接続された導電部の対」という。

　図３では、直列接続された導電部の対の端部にあたる、第一導電部１_１と第二導電部２_ｎが、それぞれ集電機能部３と電気的に接続されている。

　直列接続された導電部の対の数が多いほど、集電機能部３に印加される電圧も高くなる。

　また、図３に示すように、それぞれの導電部の対の、第一導電部１の一部又は全部が、媒体４と接触している。さらに、それぞれの導電部の対の、第二導電部２の一部又は全部が、媒体４と接触している。そして、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。「非接触」とは、例えば、第一導電部１と第二導電部２とが直接接触していない状態をいう。

　図３では、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、同じ媒体４と接触している。そして、それぞれの導電部の対の第一導電部１及び第二導電部２が接触している媒体４は、分離している。つまり、第一導電部１_１と第二導電部２_１が媒体４_１と接触しており、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋが媒体４_ｋと接触しており、第一導電部１_ｋ＋１と第二導電部２_ｋ＋１が媒体４_ｋ＋１と接触しており、第一導電部１_ｎと第二導電部２_ｎが媒体４_ｎと接触している。そして、媒体４_１、媒体４_ｋ、媒体４_ｋ＋１、媒体４_ｎは、それぞれ異なる容器に収容されており、非接触の状態である。媒体４を収納する容器等の素材は特に限定されない。例えば、木製の容器、アクリル容器等を用いることができる。

　図示しないが、それぞれの導電部の対の第一導電部１及び第二導電部２が接触している媒体４は、物理的に連続し、一体として形成されていてもよい。つまり、複数の導電部の対の第一導電部１及び第二導電部２が、同じ媒体４に接触していてもよい。

　また、図示しないが、図２（Ｂ）のように、それぞれの導電部の対の、第一導電部１が接触する媒体４ａと第二導電部２が接触する媒体４ｂが互いに異なる素材であって、それぞれの導電部の対の、第一導電部１が接触する媒体４ａと第二導電部２が接触する媒体４ｂが接触していてもよい。

　あるいは、図示しないが、集電システムが備える媒体４は、３以上の互いに異なる素材から構成されてもよい。その場合、第一導電部１が接触する媒体４ａ（４ａ_１、４ａ_２、・・・、４ａ_ｎ）と、第二導電部２が接触する媒体４ｂ（４ｂ_１、４ｂ_２、・・・、４ｂ_ｎ）とは、媒体４ａ（４ａ_１、４ａ_２、・・・、４ａ_ｎ）と媒体４ｂ（４ｂ_１、４ｂ_２、・・・、４ｂ_ｎ）以外の、他の素材からなる媒体を介して物理的に接続していることが好ましい。

　集電システムは、複数の第一導電部１と第二導電部２の対（以下、「導電部の対」という）を、並列に接続してもよい。

　図４は、本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。図４に示すように、集電システムは、ｍ個の第一導電部１（１_１、・・・、１_ｊ、１_ｊ＋１、・・・、１_ｍ）と、ｍ個の第二導電部２（２_１、・・・、２_ｊ、２_ｊ＋１、・・・、２_ｍ）と、集電機能部３と、ｍ個の媒体４（４_１、・・・、４_ｊ、４_ｊ＋１、・・・、４_ｍ）とから構成されてもよい。ここで、ｍは２以上の任意の整数を表し、ｊは１以上、ｍ未満の整数を表す。

　図４では、隣接する導電部の対のうち、第一導電部１_ｊと第一導電部１_ｊ＋１とが電気的に接続され、第二導電部２_ｊと第二導電部２_ｊ＋１とが電気的に接続されることで、隣接する導電部の対が並列に接続されている。以下、並列に接続された導電部の対を、「並列接続された導電部の対」という。

　図４では、並列接続された導電部の対の端部にあたる、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍが、それぞれ集電機能部３と電気的に接続されている。

　並列接続された導電部の対の数が多いほど、集電機能部３に供給される電流も大きくなる。つまり、導電部が媒体４に接触する面積が大きいほど、集電機能部３に供給される電流も大きくなる。

　なお、第一導電部１と第二導電部２は、対にならない状態で並列に接続されていてもよい。つまり、第一導電部１と第二導電部２の数がそれぞれ異なった状態で、第一導電部１同士、及び第二導電部２同士が接続されていてもよい。例えば、３個の第一導電部１と２個の第二導電部２が並列に接続されていてもよい。

　第一導電部１と第二導電部２の数がそれぞれ異なっている場合にも、並列接続された導電部の数が多いほど、集電機能部３に供給される電流も大きくなる。つまり、導電部が媒体４に接触する面積が大きいほど、集電機能部３に供給される電流も大きくなる。

　また、図４に示すように、それぞれの導電部の対の、第一導電部１の一部又は全部が、媒体４と接触している。さらに、それぞれの導電部の対の、第二導電部２の一部又は全部が、媒体４と接触している。そして、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。「非接触」とは、例えば、第一導電部１と第二導電部２とが直接接触していない状態をいう。

　図４では、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、同じ媒体４と接触している。そして、それぞれの導電部の対の第一導電部１及び第二導電部２が接触している媒体４は、分離している。つまり、第一導電部１_１と第二導電部２_１が媒体４_１と接触しており、第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊが媒体４_ｊと接触しており、第一導電部１_ｊ＋１と第二導電部２_ｊ＋１が媒体４_ｊ＋１と接触しており、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍが媒体４_ｍと接触している。そして、媒体４_１、媒体４_ｊ、媒体４_ｊ＋１、媒体４_ｍは、それぞれ異なる容器に収容されており、非接触の状態である。媒体４を収納する容器等の素材は特に限定されない。例えば、木製の容器、アクリル容器等を用いることができる。

　あるいは、図示しないが、集電システムが備える媒体４は、３以上の互いに異なる素材から構成されてもよい。その場合、第一導電部１が接触する媒体４ａと、第二導電部２が接触する媒体４ｂとは、媒体４ａと媒体４ｂ以外の、他の素材からなる媒体を介して物理的に接続していることが好ましい。

　さらに、集電システムは、上記のように複数の導電部を並列に接続したものを、複数個、直列に接続してもよい。以下、並列接続と直列接続が混在する集電システムの中で、複数の導電部を並列に接続したものを並列ユニットという。並列ユニットを直列に接続する態様については、図３及び４の説明の記載を必要な範囲で採用できる。直列接続された並列ユニットの数が多いほど、集電機能部３に印加される電圧も高くなる。

　図５は、本発明の実施の形態に係る集電システムの構成を示す図である。図５に示す集電システムは、並列接続された３対の導電部を備える並列ユニット５（５_１、５_２、５_３）を、３個、直列に接続したものである。

　図５では、第一導電部１_１と第一導電部１_２、第一導電部１_２と第一導電部１_３がそれぞれ電気的に接続され、第二導電部２_１と第二導電部２_２、第二導電部２_２と第二導電部２_３がそれぞれ電気的に接続されている。そして、このように、３対の導電部の対が並列に接続されることで、並列ユニット５_１が構成されている。また、それぞれの導電部の対の、第一導電部１の一部又は全部が、媒体４_１と接触している。さらに、それぞれの導電部の対の、第二導電部２の一部又は全部が、媒体４_１と接触している。そして、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。

　並列ユニット５_２も並列ユニット５_１と同様に、第一導電部１_４と第一導電部１_５、第一導電部１_５と第一導電部１_６がそれぞれ電気的に接続され、第二導電部２_４と第二導電部２_５、第二導電部２_５と第二導電部２_６がそれぞれ電気的に接続されている。そして、このように、３対の導電部の対が並列に接続されることで、並列ユニット５_２が構成されている。また、それぞれの導電部の対の、第一導電部１の一部又は全部が、媒体４_２と接触している。さらに、それぞれの導電部の対の、第二導電部２の一部又は全部が、媒体４_２と接触している。そして、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。

　また、並列ユニット５_３も並列ユニット５_１と同様に、第一導電部１_７と第一導電部１_８、第一導電部１_８と第一導電部１_９がそれぞれ電気的に接続され、第二導電部２_７と第二導電部２_８、第二導電部２_８と第二導電部２_９がそれぞれ電気的に接続されている。そして、このように、３対の導電部の対が並列に接続されることで、並列ユニット５_３が構成されている。また、それぞれの導電部の対の、第一導電部１の一部又は全部が、媒体４_３と接触している。さらに、それぞれの導電部の対の、第二導電部２の一部又は全部が、媒体４_３と接触している。そして、それぞれの導電部の対の、第一導電部１及び第二導電部２は、互いに非接触である。

　そして、並列ユニット５_１の第二導電部２_３と並列ユニット５_２の第一導電部１_４、及び並列ユニット５_２の第二導電部２_６と並列ユニット５_３の第一導電部１_７がそれぞれ電気的に接続されることで、３個の並列ユニット５（５_１、５_２、５_３）が直列に接続されている。

　さらに、並列ユニット５_１の第一導電部１_１と集電機能部３、及び並列ユニット５_３の第二導電部２_９と集電機能部３が、それぞれ電気的に接続されることで、並列接続と直列接続が混在する集電システムが構成されている。

　並列ユニットの中で並列に接続する導電部の数は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、並列ユニットの中で並列に接続する導電部の数は、６個でも、８個でも、２０個でもよい。

　また、集電システムの中で直列に接続する並列ユニットの数は、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、集電システムの中で直列に接続する並列ユニットの数は、３個でも、１０個でも、５０個でもよい。

　図示しないが、それぞれの導電部の対の第一導電部１及び第二導電部２が接触している媒体４は、図４に示すように、分離していてもよい。そして、それぞれの導電部の対の第一導電部１及び第二導電部２が接触している媒体４は、互いに異なる素材であってもよく、同じ素材であってもよい。

　次に、集電システムの第一導電部１、第二導電部２、集電機能部３、及び媒体４について説明する。

　第一導電部１及び第二導電部２は、いずれも導電性を有することが好ましい。ここで、第一導電部１及び第二導電部２の素材として、例えば、金属、導電性ポリマー、カーボン等が挙げられる。第一導電部１及び第二導電部２の形状は、特に限定されない。第一導電部１及び第二導電部２の形状は、直方体状、円柱状（棒状）、角錐状、円錐状、板状又は紐状であってもよく、形状を問わない。

　第一導電部１及び第二導電部２に用いられる金属としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、ニッケル、白金、スズ、チタン、ステンレス、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、又は、その他上述の金属夫々の酸化物などから適宜選択して用いることができる。また、所定の金属に、所定の金属とは異なる他の金属や、他の導電性を有する材料が被膜されていてもよい。

　第一導電部１と第二導電部２の素材は、異なる種類のものを用いてもよく、同じ種類のものを用いてもよい。上述のように、第一導電部１と第二導電部２が同一の素材からなるものである場合には、第一導電部１と接触する媒体４ａと第二導電部２と接触する媒体４ｂは、互いに異なる素材であってもよい。

　交流インピーダンス法を用いて、第一導電部１及び第二導電部２の少なくとも一方に対して分極抵抗を測定した場合に、測定値が１００Ω以上であることが好ましい。

　ここで、例えば、電流の起点となる導電部を第一導電部１として定義し、終点となる導電部を第二導電部２として定義することができる。いずれの導電部が第一導電部１として機能するかは、導電部の材質、又は、導電部を取り巻く環境（例えば、温度、湿度、気圧、ｐＨなど）により決定される。第一導電部１又は第二導電部２と媒体４の界面で、化学反応が行われ、導電部に自由電子が発生する。

　例えば、第一導電部１と第二導電部２において異なる金属を用いた場合には、標準電極電位が大きな値の金属を用いた方が第一導電部１に、標準電極電位が小さな値の金属を用いた方が第二導電部２になる。この場合、第二導電部２から集電機能部３へ向かって電子が移動し、集電機能部３から第一導電部１へ向かって電子が移動する。すなわち、第一導電部１側から集電機能部３を介して第二導電部２側へ電流が流れる。

　例えば、第二導電部２では、導電部を構成する金属が媒体４中に陽イオンとして溶出して、自由電子が発生する。また、例えば、第二導電部２では、媒体４に含まれる陰イオンもしくは水の分子が酸化されて、自由電子が発生する。また、例えば、第一導電部１では、媒体４の中にある陽イオン又は水分子が自由電子と反応し、電気的に中和又は還元される。陰イオンもしくは水の分子が酸化される際、及び／又は、陽イオンもしくは水分子が中和もしくは還元される際には、気体が発生してもよい。

　標準電極電位の高低は、物質同士の標準電極電位の相対的な値（相対値）を比較して定められるものであって、標準電極電位の絶対値を用いて比較するものではない。例えば、標準電極電位が－５Ｖの物質Ａと＋２Ｖの物質Ｂとを比較した場合に、物質Ａの標準電極電位は低く、物質Ｂの標準電極電位は高い。

　一方、導電部に同一の金属を用いた場合でも、例えば、温度、湿度、気圧、ｐＨ、媒体４の種類、媒体４が導電部と接触している面積など、導電部の周辺環境の条件が、２つの導電部の相互で異なれば、いずれかの導電部が第一導電部１として、他方の導電部が第二導電部２として機能し、電流が流れる。例えば、一方の導電部が接触している媒体４と、他方の導電部が接触している媒体４とが同一の場合であっても、媒体４と導電部が接触している面積が相互に異なれば、一方の導電部が第一導電部１として、他方の導電部が第二導電部２として機能する。よって、２つの導電部の周囲の温度、湿度、気圧、ｐＨ、媒体４の種類、媒体４が導電部と接触している面積などの条件が変われば、第一導電部１として機能していたものが第二導電部２として機能し、第二導電部２として機能していたものが第一導電部１として機能することもあり得る。

　第一導電部１と第二導電部２が異なる素材を用いる場合に、標準電極電位の低い方の導電部に用いられる素材としては、例えば、亜鉛、鉛、カドミウム、マグネシウム、炭素系材料、導電性高分子（ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ＰＥＤＯＴ等）、金属（リチウム、スズ、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等）及びこれらの合金、金属酸化物（酸化チタン、リチウム―チタン酸化物、ケイ素酸化物等）等があげられる。標準電極電位の低い方の導電部に用いられる素材の標準電極電位は、－２００ｍＶ以下であることが好ましく、－５００ｍＶ以下であることがより好ましく、－７００ｍＶ以下であることがさらに好ましい。また、標準電極電位の低い方の導電部に用いられる素材の標準電極電位は、－３．５Ｖ以上であることが好ましく、－２．５Ｖ以上であることがより好ましく、－１．５Ｖ以上であることがさらに好ましい。

　第一導電部１と第二導電部２が異なる素材を用いる場合に、標準電極電位の高い方の導電部に用いられる素材としては、例えば、酸化マンガン、酸化銀、酸素、オゾン、酸化鉛、酸化ニッケル、水酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル、酸化銅、酸化クロム、酸化鉄、アルカリ金属又はアルカリ土類金属とそれ以外の金属（コバルト、ニッケル、マンガン、鉄、マグネシウム、アルミニウムなど）、炭素系材料などがあげられる。標準電極電位の高い方の導電部に用いられる素材の標準電極電位は、－３００ｍＶ以上であることが好ましく、０ｍＶ以上であることがより好ましく、＋５００ｍＶ以上であることがさらに好ましい。また、標準電極電位の高い方の導電部に用いられる素材の標準電極電位は、３．５Ｖ以下であることが好ましく、２．５Ｖ以下であることが好ましく、１．５Ｖ以下であることがさらに好ましい。

　第一導電部１と第二導電部２が同一の素材を用いる場合、上述した、標準電極電位の低い方の導電部に用いられる素材、及び、標準電極電位の高い方の導電部に用いられる素材として例示したものを、導電部に用いることができる。

　導電部間の標準電極電位の差は、２００ｍＶ以上であることが好ましく、５００ｍＶ以上であることがより好ましく、７００ｍＶ以上であることがさらに好ましい。

　第一導電部１及び第二導電部２の間で生じる起電力は、１．８Ｖ以下であることが好ましく、０．９Ｖ以下であることがより好ましく、０．３５Ｖ以下であることがさらに好ましく、０．２５Ｖ以下であることがとりわけ好ましい。また、第一導電部１及び第二導電部２の間で生じる起電力は、５ｍＶ以上であることが好ましい。

　集電機能部３は、例えば、通電することで所定の機能を実行するものをいう。集電機能部３は、電力を消費して所定の機能を発揮する電力消費部、導電部にて発生した電気を蓄電する蓄電部、昇圧回路や降圧回路のように出力する電圧を変換する出力電圧変換部等、回路を制御するマイコン等の制御部、他の装置と無線により通信が可能な通信部等を含むことができる。電力消費部としては、例えば、白熱電球や発光ダイオードなどの光源、熱を発する発熱体、音を発する発音体、又は、信号を発する発信体等のいずれかを採用することができる。蓄電部は、昇圧回路又は降圧回路に含まれていてもよい。マイコン等の制御部は、回路を制御して、蓄電部に蓄電した電気を所定の条件で放出させることができる。放出された電気は、電力消費部にて消費される。また、マイコン等の制御部においても、わずかではあるが電力が消費されるため、制御部を起動させるのに必要な電力を確保しつつ、蓄電した電気を放出するように制御することができる。

　集電機能部３は、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部及び制御部のいずれか１つを備えていればよく、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部及び制御部のいずれか２つ以上を組み合わせて構成したものを集電機能部３としてもよい。また、集電機能部３は、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部及び制御部のいずれか２つ以上を一体に構成したものであってもよく、電力消費部、蓄電部、出力電圧変換部及び制御部のいずれかを、電気的に接続しつつ、それぞれ別々に構成したものであってもよい。

　集電機能部３における入力インピーダンスは、０．００１ｋΩ以上であってもよく、０．０１ｋΩ以上であってもよく、０．１ｋΩ以上であってもよい。

　集電機能部３における入力インピーダンスの値に特に制限はないが、入力インピーダンスが１ｋΩ以上である場合には、集電機能部３における入力インピーダンスは、非線形な電流－電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を有していてもよい。非線形な電流－電圧特性とは、抵抗に電圧をかけた場合に、電圧の値と電流の値が比例しないような特性をいう。例えば、電圧が大きくなるにしたがって、インピーダンスが大きくなり、電流の値が大きくなる度合いが小さくなるような場合をいう。

　一般的に、電気回路において、電池にて発生した電力は、電池の内部抵抗と、外部抵抗とにおいて消費される。電池にて発生した電力は、内部抵抗により電圧降下するため、外部抵抗に印加される電圧は、電池の起電力に比べて低下する。内部抵抗が小さいほど、外部抵抗に印加される電圧は増大する。

　集電システムにおいては、第一導電部１及び第二導電部２の間で生じる起電力が電池の起電力、媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値が内部抵抗に相当し、集電機能部３における入力インピーダンスが外部抵抗に相当すると考えることができる。媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値が、集電機能部３の入力インピーダンスよりも十分に大きい場合、線形な電流－電圧特性を有する集電機能部３を利用すると、出力される出力電圧は低くなる傾向にある。しかし、非線形な電流－電圧特性を有する集電機能部３を利用する場合、集電機能部３に印加される電圧値が高くなるにしたがって電流値が大きくなる度合いが小さくなり、集電機能部３の入力インピーダンスが高くなる。そのため、非線形な電流－電圧特性を有する集電機能部３を利用する場合、線形な電流電圧特性を有する集電機能部３を利用する場合と比べ、集電機能部３に印加される電圧を高くすることができ、集電機能部３の消費電力も大きくなる。

　集電システムは、媒体４の種類や、第一導電部１と第二導電部２間の距離によって、媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値にはばらつきが生じる。媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値が経時的に変化し、集電機能部３の入力インピーダンスが、非線形な電流－電圧特性を有することで、電力の伝達効率を改善することができる。そのため、本発明のシステムでは、起電力が小さくとも、機能することが可能である。

　一方、集電機能部３における入力インピーダンスが１ｋΩ未満である場合には、集電機能部３における入力インピーダンスは、線形な電流－電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を有していてもよい。線形な電流－電圧特性とは、例えば、集電機能部３に電流を流した際の電圧変化において、電流値が大きくなるに従って電圧値が高くなり、電圧が電流に比例するような場合をいう。

　集電機能部３は、出力インピーダンスを変換する機能を有することが好ましい。これにより、集電機能部３の入力信号に与える影響を制御することができる。また、集電機能部３は、蓄電部を有し、第一導電部１及び／又は第二導電部２から供給される電荷を蓄積する。制御部は、電荷を蓄積するのに要した時間よりも短い時間で、蓄積した電荷を放出するように制御する。

　集電機能部３の動作電圧の下限値は、０．９Ｖ以下で動作することが好ましい。０．３５Ｖ以下で動作することがより好ましく、２０ｍＶ以下で動作することがさらに好ましい。

　媒体４は、気体、液体、及び固体のうちいずれの形態であってもよい。媒体４は、ゾル又はゲル状のものであってもよい。媒体４は、第一導電部１又は第二導電部２との界面で、化学反応を起こし得るものであれば、特に限定されない。媒体４としては、導電性を有しないものを用いることが好ましい。媒体４は、水分を含むことが好ましい。媒体４は、媒体を介して第一導電部１と第二導電部２との間で、陽イオン、陰イオン、及び／又は電子の移動が可能なものであることが好ましい。

　気体としては、本集電システムを構成する際に気体であれば特に限定されないが、例えば、酸素、二酸化炭素、窒素、水素、メタン等が挙げられる。媒体４として気体を用いる場合は、単一の種類の気体のみを用いてもよいが、これらの気体の複数種類を混合したものを用いてもよい。

　媒体４として用いられる液体も、本集電システムを構成する際に液体であれば特に限定されないが、例えば、水だけでなく、極性の高い有機溶剤や極性の低い有機溶剤、或いは、非極性の有機溶剤を用いることができる。また、媒体４として用いられる液体は、水と極性の高い有機溶剤との混合物や、異なる２種以上の有機溶剤の混合物や、エマルションなども用いることができる。水は純水だけでなく、電解質を含むものを用いることができる。

　媒体４として水を用いる場合、水の電解質濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．６ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．０１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、さらには、０．０００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよい。また、水に含まれる電解質のうち、陽イオンの濃度は、０．００００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．０００００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．００００００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、０．０００００００１ｍｏｌ／Ｌ以下であってもよく、さらには、０ｍｏｌ／Ｌであってもよい。

　極性の高い有機溶剤としては、例えば、メタノールやエタノールなどの低級アルコール、蟻酸や酢酸などの低級カルボン酸、アセトン、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシドなどを用いることができる。また、極性の低い有機溶剤としては、ヘキサノールやオクタノールなどの高級アルコール、ヘキサン酸やオクタン酸などの高級カルボン酸などを用いることができる。非極性の有機溶剤としては、例えば、ヘキサン、オクタン、ノナンなどの脂肪族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族化合物があげられる。媒体４として液体を用いる場合は、単一の種類の液体のみを用いてもよいが、これらの液体の複数種類を混合したものを用いてもよい。

　媒体４として用いられる固体も、本集電システムを構成する際に固体であれば特に限定されないが、例えば、木材、導電性プラスチック、金属、セラミックス、コンクリート、モルタルなどであってもよい。なお、媒体４として用いられる固体としては、これらの他、例えば、砂、土、石灰、苦土石灰などの粉体状又は粒状の固体を用いることができ、さらに、複数の石や岩を重ねたものを用いることもできる。砂、土、石灰、苦土石灰、石や岩を重ねたものを媒体４として用いた場合、媒体４中に微細な空隙が発生するが、このような空隙があったとしても、媒体４が物理的に接触していればよい。

　媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値は、０．００１ｋΩ以上が好ましく、０．０１ｋΩ以上がより好ましく、０．１ｋΩ以上がさらに好ましく、１ｋΩ以上であることがより一層好ましく、１０ｋΩ以上であることが特に好ましい。集電システムは、一般的な電解液を用いた電池とは異なり、媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値が大きくとも、機能することが可能である。

　媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値が１ｋΩ以上である場合には、集電機能部３における入力インピーダンスを１ｋΩ以上としてもよい。

　媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値と集電機能部３における入力インピーダンスの比（媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値／集電機能部３における入力インピーダンス）は、１／１００以上であることが好ましく、１／１０以上であることがより好ましく、１／１以上であることがさらに好ましい。

　媒体４の第一導電部１と第二導電部２間の抵抗値は、電力を出力する側の出力インピーダンスとみなすことができ、集電機能部３における入力インピーダンスは、電力を受け入れる側の負荷インピーダンスとみなすことができる。出力インピーダンスと負荷インピーダンスを同程度にする、すなわち、インピーダンス整合を行うことで、第一導電部１と第二導電部２との間で生じた微小な電力を、より効率的に集電機能部へ伝達することができる。

　土や砂などの媒体４は、水分を含むことが好ましい。土や砂などの媒体４の含水率は、３質量％以上であることが好ましく、５質量％以上であることがより好ましく、１０質量％以上であることがさらに好ましく、２０質量％以上であることがより一層好ましく、３０質量％以上であることが特に好ましい。また、土や砂などの媒体４の含水率は、１００質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましく、８０質量％以下であることがさらに好ましい。ここで、含水率とは、土に含まれる水分の質量を、水分と土や砂などの固形分との質量の和で除したものをいい、例えば、水を含んだ土の質量を測定し、１００℃以上で３分間以上乾燥し、乾燥後の質量を測定することで、土に含まれる水分の質量を求め、これを乾燥前の水を含んだ土の質量で除することで含水率を算出することができる。

　第一導電部１と第二導電部２の間の距離、及び第一導電部１と第二導電部２の間のインピーダンスとして好ましい範囲は、図２に示す１対の導電部からなる集電システム、図３に示す直列に接続された集電システム、図４に示す並列に接続された集電システムのそれぞれで異なる。

　まず、図２に示す１対の導電部からなる集電システムにおいて第一導電部１と第二導電部２の間の距離として好ましい範囲について説明する。

　図２に示す集電システムにおいては、第一導電部１が媒体４に接触する位置、及び、第二導電部２が媒体４に接触する位置の距離、つまり第一導電部１と第二導電部２の距離は、１ｃｍ以上離れていることが好ましく、１０ｃｍ以上離れていることがより好ましく、１００ｃｍ以上離れていることがさらに好ましく、１０００ｃｍ（１０ｍ）以上離れていることが特に好ましい。

　次に、図３に示す直列に接続された集電システムにおいて第一導電部１と第二導電部２の間のインピーダンス、及び第一導電部１と第二導電部２の間の距離として好ましい範囲について説明する。

　図３に示す集電システムにおいては、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋからなる導電部の対Ａの導電部間に存在する媒体４_ｋと、導電部の対Ａに隣接する、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１からなる導電部の対Ｂの導電部間に存在する媒体４_ｋ+１との２点間のインピーダンスが（つまり２つの隣接する導電部の対の、導電部と導電部の間に存在する媒体間のインピーダンスが）、導電部の対Ａの導電部と導電部との間の媒体４_ｋのインピーダンスの５倍以上であり、且つ、導電部の対Ｂの導電部と導電部との間の媒体４_ｋ＋１のインピーダンスの５倍以上であるように構成されることとしてもよい。このような構成とする方法としては、媒体の種類に応じて、導電部の対における導電部間の距離を適宜調整する方法、または、隣接する２つの導電部の対間の距離を適宜調整する方法があげられる。

　つまり、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスが、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の媒体４_ｋのインピーダンス、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の媒体４_ｋ＋１のインピーダンスのそれぞれに対し、５倍以上であるように構成されることとしてもよい。第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスは、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の媒体４_ｋのインピーダンス、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の媒体４_ｋ＋１のインピーダンスのそれぞれに対し、５０倍以上であることが好ましく、２５０倍以上であることがより好ましく、５００倍以上であることがさらに好ましく、１０００倍以上であることが特に好ましい。第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスが、これらのインピーダンスの５倍以上であることで、集電機能部３を機能させるために必要な電圧を印加することができる。

　第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスが、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の媒体４_ｋのインピーダンス、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の媒体４_ｋ＋１のインピーダンスのそれぞれに対し、５倍以上となるようにするためには、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との距離と、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の距離、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の距離を調整することにより達成することができる。例えば、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との距離が、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の距離、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の距離の５倍以上とする方法があげられる。

　第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との距離は、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の距離、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の距離の５倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましく、１５倍以上であることがさらに好ましく、３０倍以上であることが特に好ましい。

　その他、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスを、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋ間の媒体４_ｋのインピーダンス、及び、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１間の媒体４_ｋ＋１のインピーダンスのそれぞれに対し、５倍以上とする方法としては、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋと、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１とを、固体、気体、液体のいずれかの絶縁体を利用して、電気的に絶縁する方法があげられる。具体的には、複数の絶縁性の容器を用いて、第一導電部１_ｋ、第二導電部２_ｋ及び媒体４_ｋを配置する容器と、第一導電部１_ｋ+１、第二導電部２_ｋ+１及び媒体４_ｋ＋１を配置する容器を異なるものとする方法があげられる。

　ここで、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体中４_ｋの点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスとは、媒体４_ｋの任意の点と、媒体４_ｋ＋１の任意の点との２点間におけるインピーダンスであり、例えば、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋの中間にあたる点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１の中間にあたる点との２点間におけるインピーダンスがあげられる。

　第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスは、１０ｋΩ以上であることが好ましく、５０ｋΩ以上であることがより好ましく、１００ｋΩ以上であることがさらに好ましく、２００ｋΩ以上であることが特に好ましい。また、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋ中の点と、第一導電部１_ｋ+１と第二導電部２_ｋ+１との間の媒体４_ｋ＋１中の点との間におけるインピーダンスは、５０，０００ｋΩ以下であることが好ましく、１５，０００ｋΩ以下であることがより好ましく、５，０００ｋΩ以下であることがさらに好ましく、１，５００ｋΩ以下であることが特に好ましい。

　第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋのインピーダンス、及び、第一導電部１_ｎと第二導電部２_ｎとの間の媒体４_ｎのインピーダンスは、０．０１ｋΩ以上であることが好ましく、０．１ｋΩ以上であることがより好ましく、０．３ｋΩ以上であることがさらに好ましく、０．５ｋΩ以上であることが特に好ましい。また、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋのインピーダンス、及び、第一導電部１_ｎと第二導電部２_ｎとの間の媒体４_ｎのインピーダンスは、１５０ｋΩ以下であることが好ましく、５０ｋΩ以下であることがより好ましく、１５ｋΩ以下であることがさらに好ましく、５ｋΩ以上であることが特に好ましい。なお、第一導電部１_ｋと第二導電部２_ｋとの間の媒体４_ｋのインピーダンスは、各導電部間の媒体４ごとに異なる値であってもよく、同一の値であってもよい。

　各導電部の形状が円柱又は角柱である場合に、第一導電部１_１及び第二導電部２_１を含め、対となる各導電部は、導電部の長さ方向が略平行となるように配置されることが好ましい。対となる導電部の好ましい最短距離は、導電部間に存在する媒体４により異なる。

　媒体４が純水又は電解質の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であるときは、対となる導電部間の最短距離は、０．１ｃｍ以上であることが好ましく、０．３ｃｍ以上であることがより好ましく、１．０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。また媒体４が、含水率３質量％の土又は砂である場合、対となる導電部間の最短距離は、１５ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｃｍ以下であることがより好ましく、５ｃｍ以下であることがさらに好ましい。該最短距離を所定の範囲とすることで、対となる導電部間に存在する媒体４のインピーダンスを上記の範囲とすることが可能となる。

　媒体４が物理的に連続して一体として形成されている場合であって、媒体４が純水又は電解質の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であるときは、直列接続された導電部の対と、該導電部の対と隣接する導電部の対との間の最短距離は、５ｃｍ以上であることが好ましく、１５ｃｍ以上であることがより好ましく、３０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。また、この場合に、直列接続された導電部の対と、該導電部の対と隣接する導電部の対との間の最短距離は、１，０００ｍ以下であることが好ましく、１００ｍ以下であることがより好ましく、１０ｍ以下であることがさらに好ましい。該最短距離を所定の範囲とすることで、２つの隣接する導電部の対における、それぞれの導電部の対に対応する媒体４間のインピーダンスを、上記の範囲とすることが可能となる。

　媒体４が、含水率３質量％以上の土又は砂である場合、対となる導電部間の最短距離は、０．１ｃｍ以上であることが好ましく、０．３ｃｍ以上であることがより好ましく、１．０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。また媒体４が、含水率３質量％の土又は砂である場合、対となる導電部間の最短距離は、１０ｃｍ以下であることが好ましく、５ｃｍ以下であることがより好ましく、３ｃｍ以下であることがさらに好ましい。該最短距離を所定の範囲とすることで、対となる導電部間に存在する媒体４のインピーダンスを上記の範囲とすることが可能となる。

　媒体４が物理的に連続して一体として形成されている場合であって、媒体４が、含水率３質量％以上の土又は砂であるとき、直列接続された導電部の対と、該導電部の対と隣接する導電部の対との間の最短距離は、５ｃｍ以上であることが好ましく、１５ｃｍ以上であることがより好ましく、３０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。また、この場合、直列接続された導電部の対と、該導電部の対と隣接する導電部の対との間の最短距離は、１，０００ｍ以下であることが好ましく、１００ｍ以下であることがより好ましく、１０ｍ以下であることがさらに好ましい。該最短距離を所定の範囲とすることで、２つの隣接する導電部の対における、それぞれの導電部の対に対応する媒体４間のインピーダンスを、上記の範囲とすることが可能となる。

　そして、図４に示す並列に接続された集電システムにおいて第一導電部１と第二導電部２の間のインピーダンス、及び第一導電部１と第二導電部２の間の距離として好ましい範囲について説明する。

　対となる導電部間の最短距離（第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊとの距離、又は、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍとの距離）は１５ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｃｍ以下であることがより好ましく、５ｃｍ以下であることがさらに好ましい。対となる導電部間の距離が短いほど、集電システムから出力される電圧の降下を抑えることができる。また、第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊの偶発的な接触を防ぐため、対となる導電部間の最短距離は、０．１ｃｍ以上であることが好ましく、０．３ｃｍ以上であることがより好ましく、１．０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。

　また、第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊの間、又は、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍの間における媒体４のインピーダンスは、０．０１ｋΩ以上であることが好ましく、０．１ｋΩ以上であることがより好ましく、０．３ｋΩ以上であることがさらに好ましく、０．５ｋΩ以上であることが特に好ましい。第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊの間、又は、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍの間における媒体４のインピーダンスは、１５０ｋΩ以下であることが好ましく、５０ｋΩ以下であることがより好ましく、１５ｋΩ以下であることがさらに好ましく、５ｋΩ以上であることが特に好ましい。

　各導電部の形状は特に限定されないが、例えば、シート状、円柱状や角柱状であることが好ましい。各導電部の大きさも、特に限定されない。

　各導電部の形状が円柱状又は角柱状である場合、第一導電部１及び第二導電部２を含め、対となる各導電部は、導電部の長さ方向が略平行となるように配置されることが好ましい。各導電部の形状がシート状である場合、第一導電部１及び第二導電部２を含め、対となる各導電部は、各導電部の平面が略平行となるように配置されることが好ましい。

　媒体４が純水又は電解質の濃度が１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であるときは、対となる導電部間の最短距離（第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊとの距離、又は、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍとの距離）は、０．１ｃｍ以上であることが好ましく、０．３ｃｍ以上であることがより好ましく、１．０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。対となる導電部間の距離をある一定以上とすることで、導電部と導電部の偶発的な接触を防ぐことができる。また媒体４が、土又は砂である場合、対となる導電部間の最短距離は、１５ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｃｍ以下であることがより好ましく、５ｃｍ以下であることがさらに好ましい。対となる導電部間の距離が短いほど、集電システムから出力される電圧の降下を抑えることができる。

　媒体４が土又は砂である場合、対となる導電部間の最短距離（第一導電部１_ｊと第二導電部２_ｊとの距離、又は、第一導電部１_ｍと第二導電部２_ｍとの距離）は、０．１ｃｍ以上であることが好ましく、０．３ｃｍ以上であることがより好ましく、１．０ｃｍ以上であることがさらに好ましい。対となる導電部間の距離をある一定以上とすることで、導電部と導電部の偶発的な接触を防ぐことができる。また媒体４が、土又は砂である場合、対となる導電部間の最短距離は、１５ｃｍ以下であることが好ましく、１０ｃｍ以下であることがより好ましく、５ｃｍ以下であることがさらに好ましい。対となる導電部間の距離が短いほど、集電システムから出力される電圧の降下を抑えることができる。

　集電システムは、第一導電部１及び／又は第二導電部２と媒体４との接触面積や、第一導電部１、第二導電部２、及び媒体４の素材によって、発電できる電力の量に差が出る。また、集電機能部３に昇圧回路を備えること、システムを直列、及び／又は並列に接続することによって、発電できる電力の量は増加する。そのため、第一導電部１及び／又は第二導電部２と媒体４との接触面積、第一導電部１、第二導電部２、及び媒体４の素材、昇圧回路の有無、直列、及び／又は並列接続の態様を変更することにより、集電システムによって、所望の電力を得ることができる。

　上述の、図２～５に示すような集電システムはいずれも、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものである。媒体に土、砂、水等を用い、導電部間の起電力の差を利用して発電する場合には、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復する。

　本発明の実施の形態に係る電力供給システムの発電部１０は、上述した集電システムの、第一導電部１、第二導電部２、及び媒体４を備える。つまり、本発明の実施の形態に係る電力供給システムの発電部１０が、集電システムの第一導電部１、第二導電部２、及び媒体４に相当し、本発明の実施の形態に係る電力供給システムの発電切替部１１、電圧変換部１２、電圧変換切替部１３、制御部１５、及び情報取得部１６、並びに、機能部１４が、集電システムの集電機能部３に相当する。

　発電部１０の備える第一導電部１と発電切替部１１、及び発電部１０の備える第二導電部２と発電切替部１１は、それぞれ電気的に接続されている。そして、発電切替部１１、電圧変換部１２、電圧変換切替部１３、及び機能部１４は、それぞれ電気的に接続されている。そのため、発電部１０の備える第一導電部１と機能部１４、及び発電部１０の備える第二導電部２と機能部１４は、発電切替部１１、電圧変換部１２、及び電圧変換切替部１３を介して、それぞれ電気的に接続されている。

　発電部１０の備える第一導電部１が媒体４と接触し、かつ、発電部１０の備える第二導電部２が媒体４と接触することで、発電部１０が発電する。

　発電部１０は、異なる標準電極電位を有する少なくとも２以上の導電部と、媒体４とを備えることが好ましい。また、媒体４は、土、砂、又は水であることが好ましい。

　このように、発電部が、異なる標準電極電位を有する少なくとも２以上の導電部と、媒体とを備えることで、集電システムにより発電することが可能となる。

　また、発電部の備える媒体が土、砂、又は水であることで、土、砂、又は水により発電することが可能となる。

　発電部１０の備える導電部や媒体４の素材、導電部の数、導電部間の距離やインピーダンス等によって、発電部１０が単位時間あたりに発電できる電力は異なる。電力は、電圧と電流の積を表す。以下、発電部１０が初めて発電するときの、単位時間あたりに発電できる電力のことを、「発電部１０の元来の発電力」という。

　発電部１０は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものである。

　「発電部１０の供給できる電力が減少する」とは、発電部１０が単位時間あたりに発電できる電力が減少することをいう。例えば、発電部１０が単位時間あたりに出力できる電圧が低下することや、発電部１０を備える回路を流れる電流が低下することなどにより、発電部１０の供給できる電力が減少する。

　また、「発電部１０の供給できる電力が経時的に回復する」とは、発電部１０が単位時間あたりに発電できる電力が、時間が経過することで回復することをいう。

　「発電部１０が単位時間あたりに発電できる電力が回復する」とは、発電部１０が単位時間あたりに発電できる電力が、減少した後に再び増加することをいう。具体的には、例えば、発電部１０が単位時間あたりに発電できる電力が減少した後に、発電部１０の元来の発電力まで戻ることや、発電部１０の元来の発電力までは戻らないが、単位時間あたりに発電できる電力が増加することなどをいう。

　つまり、本発明の実施の形態に係る電力供給システムの発電部１０は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少するが、電力の供給を停止すれば、充電などを行わなくとも、供給できる電力が経時的に回復するものである。以下、発電部１０からの電力の供給を実行することを、発電部１０を使用するともいう。また、以下、発電部１０からの電力の供給を停止することを、発電部１０を休ませるともいう。

　発電部１０を休ませずに連続して使用し続けるよりも、発電部１０を休ませる時間を設けながら使用する方が、発電部１０が供給できる電力の積算（発電部１０が供給できる電力量）が多くなる。

　また、電力供給システムが複数の発電部１０を備え、発電部１０を切り替えながら使用することで、発電部１０を休ませる時間を設けることが容易となり、安定した電力を供給しやすくなる。

　本発明の実施の形態に係る電力供給システムが備える複数の発電部１０は、同一の種類の発電部１０でもよく、異なる種類の発電部１０でもよい。同一の種類の発電部１０とは、発電部１０の備える導電部や媒体４の素材、導電部の数、導電部間の距離やインピーダンス等が同一のものをいい、異なる種類の発電部１０とは、発電部１０の備える導電部や媒体４の素材、導電部の数、導電部間の距離やインピーダンス等が異なるものをいう。

　このように、電力供給システムが、複数の発電部と制御部とを備え、制御部が、複数の発電部のうちのいずれの発電部から機能部へ電力を供給するかについての切り替えを制御する第１制御手段を備え、発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものであることで、機能部へ電力を供給する発電部を切り替えることにより、安定した電力を供給できる電力供給システムを提供することができる。

　以上、複数の発電部を備え、制御部が、複数の発電部のうちのいずれの発電部から機能部へ電力を供給するかについての切り替えを制御する電力供給システムについて説明したが、発電部１０を１個以上備え、制御部が、時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する電力供給システムによっても、発電部１０を休ませることができ、安定した電力を供給することができる。

　このように、電力供給システムが、発電部と制御部とを備え、制御部が、時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する第２制御手段を備え、発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものであることで、時間に応じて発電部が機能部へ電力を供給するか否かを切り替えることにより、安定した電力を供給できる電力供給システムを提供することができる。

　また、機能部１４と、第一導電部１又は第二導電部２との接続、又は非接続を切り替える電力供給システムによっても、発電部１０を休ませることができ、安定した電力を供給することができる。

　このように、電力供給システムが、発電部を備え、発電部が、第一導電部及び第二導電部と、媒体を備え、電力供給システムにおいて、第一導電部及び機能部は接続されており、第二導電部及び機能部は接続されており、第一導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、第二導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、電力供給システムが、機能部と、第一導電部又は第二導電部との接続、又は非接続を切り替える発電切替部を備え、機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものであることで、機能部１４と、第一導電部１又は第二導電部２との接続、又は非接続を切り替えることにより、安定した電力を供給できる電力供給システムを提供することができる。

（電力供給処理）
　以下、本発明の実施の形態に係る電力供給システムにおける電力供給処理をフローチャートで説明する。電力供給処理内の各ステップの実行される順序は、以下の記載に限定されず、適宜設計可能である。また、電力供給処理においては、実行されないステップが含まれていてもよい。

　図６は、本発明の実施の形態に係る電力供給システムにおける電力供給処理のフローチャートを表す図である。

　まず、制御部１５は、機能部１４への電力の供給を開始する時刻に到達したことを検知すると（ステップＳ１０１）、発電部１０から機能部１４への電力の供給を開始するように制御する（ステップＳ１０２）。

　ステップＳ１０１においては、情報取得部１６に含まれるタイマにより計時された時刻に関する情報に基づいて、制御部１５が機能部１４への電力の供給を開始する時刻に到達したことを検知してもよい。機能部１４への電力の供給を開始する時刻は、予め定められていることが好ましい。

　ステップＳ１０２においては、制御部１５は、発電切替部１１がいずれかの発電部１０を選択するよう制御することで、機能部１４への電力の供給を開始するように制御してもよい。ステップＳ１０２において選択される発電部１０をいずれとするかは、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、毎回同一の発電部１０が選択されてもよく、発電部１０が選択される順番が予め定まっており、電力の供給を終了した際に選択されていた発電部１０の次の順番の発電部１０が選択されてもよく、供給できる電力が所定の値以上の発電部１０が選択されてもよい。

　また、ステップＳ１０２において、制御部１５は、電圧変換切替部１３が電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給するよう制御することとしてもよい。

　発電部１０から機能部１４への電力の供給が開始されると、制御部１５は、所定の第１条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０３）。制御部１５が所定の第１条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１０３にてＹｅｓ）、制御部１５は、機能部１４へ電力を供給する発電部１０を切り替えるよう制御する（ステップＳ１０４）。

　ステップＳ１０３における「所定の第１条件」は、前述の記載を必要な範囲で採用できる。

　ステップＳ１０４においては、制御部１５は、発電切替部１１が、ステップＳ１０４を実行する前に選択されている発電部１０とは異なる他の発電部１０を選択するように制御することで、複数の発電部１０のうちのいずれの発電部１０から機能部１４へ電力を供給するかについての切り替えを制御してもよい。ステップＳ１０４において切り替えて選択される他の発電部１０をいずれとするかは、特に限定されず、適宜設計可能である。例えば、発電部１０が選択される順番が予め定まっており、切り替えの前に選択されていた発電部１０の次の順番の発電部１０が選択されてもよく、供給できる電力が所定の値以上の発電部１０が選択されてもよく、毎回同一の発電部１０が選択されてもよい。

　一方、制御部１５が所定の第１条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１０３にてＮｏ）、ステップＳ１０４は行われず、同一の発電部１０からの電力の供給が続けられる。そして、ステップＳ１０５が行われる。

　制御部１５は、所定の第２条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１０５）。制御部１５が所定の第２条件を満たすと判定した場合（ステップＳ１０５にてＹｅｓ）、制御部１５は、電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給するよう制御する（ステップＳ１０６）。

　ステップＳ１０５における「所定の第２条件」は、前述の記載を必要な範囲で採用できる。

　ステップＳ１０６においては、制御部１５は、電圧変換切替部１３が電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給するように切り替える制御をすることで、電圧変換部１２を介して電力を機能部１４へ供給するよう制御してもよい。ステップＳ１０６を実行する前に、既に電圧変換部１２を介して電力が機能部１４へ供給されている場合には、制御部１５は、新たに制御するための信号を出力しないこととしてもよい。

　一方、制御部１５が所定の第２条件を満たさないと判定した場合（ステップＳ１０５にてＮｏ）、制御部１５は、電圧変換部１２を介さずに電力を機能部１４へ供給するよう制御する（ステップＳ１０７）。

　ステップＳ１０７においては、制御部１５は、電圧変換切替部１３が電圧変換部１２を介さずに電力を機能部１４へ供給するように切り替える制御をすることで、電圧変換部１２を介さずに電力を機能部１４へ供給するよう制御してもよい。ステップＳ１０７を実行する前に、既に電圧変換部１２を介さずに電力が機能部１４へ供給されている場合には、制御部１５は、新たに制御するための信号を出力しないこととしてもよい。

　ステップＳ１０３～ステップＳ１０７は、機能部１４への電力の供給を終了する時刻に到達するまで繰り返される。機能部１４への電力の供給を終了する時刻に到達したことは、制御部１５が、情報取得部１６に含まれるタイマにより計時された時刻に関する情報に基づいて検知してもよい。機能部１４への電力の供給を終了する時刻は、予め定められていることが好ましい。

　機能部１４への電力の供給を終了する時刻に到達した場合には、制御部１５は、発電部１０から機能部１４への電力の供給を停止するように制御し（ステップＳ１０８）、電力供給処理は終了する。

　ステップＳ１０８においては、制御部１５は、発電切替部１１がいずれの発電部１０も選択しないよう制御することで、発電部１０から機能部１４への電力の供給を停止するように制御してもよい。また、発電部１０から機能部１４への電力の供給を停止するように制御する際には、制御部１５は、併せて、電力を供給する経路が電圧変換部１２を介さないように制御することとしてもよい。

　また、発電部１０を１個以上備え、制御部が、時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する電力供給システムにおいては、電力供給処理は、ステップＳ１０３、及びステップＳ１０４を実行しないこととしてもよい。

　機能部１４と、第一導電部１又は第二導電部２との接続、又は非接続を切り替える電力供給システムにおいては、図６に記載の電力供給処理に依らず、機能部１４と第一導電部１及び第二導電部２が接続された場合には発電部１０から機能部１４への電力の供給が開始され、機能部１４と第一導電部１及び第二導電部２が非接続とされた場合には発電部１０から機能部１４への電力の供給が終了されることしてもよい。

　以下、実施例及び参考例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例及び参考例により何ら限定されるものではない。

（実施例１）
　試験は、常温、常圧で行った。図７は、本発明の実施の形態にかかる実施例の発電部の構成を説明するための図である。

　図７に示すような、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第一導電部１_４、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、第二導電部２_４、及び媒体４を備える並列ユニット５を作製するため、第一導電部１として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ）を用い、第二導電部２として、マグネシウム合金製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ）を用いた。媒体４としては、土（株式会社花ごころ製、すずなり　野菜の土、含水率３％以上）を用いた。

　まず、内径が縦１０ｃｍ、横１０ｃｍで、深さ２５ｃｍの木製の容器の中に、高さ２５ｃｍまで土を充填した。次に、４個の第一導電部１及び４個の第二導電部２を、土の中に、深さ２５ｃｍまで埋め込んだ。第一導電部１及び第二導電部２は、容器内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直となるように配置された。また、第一導電部１同士の最短距離は２．５ｃｍであり、第二導電部２同士の最短距離は２．５ｃｍであり、第一導電部１及び第二導電部２の最短距離は１．５ｃｍであった。

　図７には図示しないが、４個の第一導電部１及び４個の第二導電部２を、銅製の導線で並列に接続した。つまり、第一導電部１_１と第一導電部１_２、第一導電部１_２と第一導電部１_３、第一導電部１_３と第一導電部１_４を、銅製の導線で接続し、第二導電部２_１と第二導電部２_２、第二導電部２_２と第二導電部２_３、第二導電部２_３と第二導電部２_４を、銅製の導線で接続した。このようにして、４個の第一導電部１、４個の第二導電部２、及び媒体４を備える並列ユニット５を作製した。

　上記と同様にして、並列ユニット５を、合計で１２００個となるように追加で作製した。

　作製した並列ユニット５を、銅製の導線で２００個ずつ並列に接続した。つまり、ｘを１以上２００以下の整数とし、第ｘの並列ユニット５の第一導電部１_４と第ｘ＋１の並列ユニット５の第一導電部１_１を銅製の導線で接続していくことで、２００個の並列ユニット５を並列に接続した。２００個ずつ並列に接続した並列ユニット５（以下、２００並列ユニットという）が、６個できた。

　そして、６個の２００並列ユニットを、銅製の導線で直列に接続した。つまり、ｙを１以上６以下の整数とし、第ｙの２００並列ユニットの第二導電部２_４と第ｙ＋１の２００並列ユニットの第一導電部１_１を銅製の導線で接続していくことで、６個の２００並列ユニットを直列に接続した。以下、６個の２００並列ユニットを直列に接続したものを、２００並列６直列ユニットという。

　２００並列６直列ユニットを１つの発電部１０として、１個の発電部１０を備える、図１のような電力供給システムを構築した。すなわち、発電部１０と発電切替部１１、発電切替部１１と電圧変換部１２、電圧変換部１２と電圧変換切替部１３、発電切替部１１と電圧変換切替部１３、及び電圧変換切替部１３と機能部１４を、銅製の導線で接続した。

　発電切替部１１としては、ＣＭＯＳスイッチを用いた。電圧変換部１２としては、スイッチングレギュレータ（ＬＴＣ３１１９、Ａｎａｌｏｇ　Ｄｅｖｉｃｅｓ社製）を用いた。電圧変換切替部１３としては、ＣＭＯＳスイッチを用いた。機能部１４としては、４．９Ｖ程度の電圧で点灯するＬＥＤ電球４個を備えるＬＥＤモジュールを、２０８個用いた。

　また、制御部１５としては、マイコンを用いた。情報取得部１６としては、ＡＤコンバータ、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、可視光センサ、及びタイマを用いた。

　構築した電力供給システムにおいて、制御部１５により、時刻が１８時に到達したときに発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が開始され、時刻が２１時に到達したときに発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が停止されるよう制御した。つまり、１日の中で、３時間は発電部１０を使用し、残りの２１時間は発電部１０を休ませた。このように、１日の中で３時間だけ発電部１０を使用する態様で、半年間、発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給を続けた。発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が行われている間は、ＬＥＤ電球は点灯していた。

　図８は、本発明の実施の形態にかかる実施例の発電部の供給する電圧の継時変化を示す図である。電圧の測定は、情報取得部が備えるＡＤコンバータにより、発電部１０における出力電圧を測定することで行った。

　図８（Ａ）は、電力の供給の開始及び停止に伴う発電部１０の供給する電圧の継時変化を示している。図示するように、ＬＥＤ電球への電力の供給が開始される前の発電部１０の出力電圧は、約９．６Ｖであった。

　時刻が１８時に到達し、ＬＥＤ電球への電力の供給が開始されると、発電部１０の出力電圧は、約５．３Ｖまで低下した。ＬＥＤ電球への電力の供給が行われている間は、発電部１０の出力電圧は、約５．３Ｖであった。

　時刻が２１時に到達し、ＬＥＤ電球への電力の供給が停止されると、発電部１０の出力電圧は、約８．５Ｖまで上昇した。その後、ＬＥＤ電球への電力の供給が行われていない間に発電部１０の出力電圧は少しずつ上昇し、約１７時間時間後の１４時頃には、発電部１０の出力電圧は、約９．７Ｖであった。つまり、本発明の電力供給システムの備える発電部は、電力の供給を実行しないことで、出力できる電圧が経時的に回復するものであることが示された。

　図８（Ｂ）は、電力供給システムの継続使用に伴う、発電部１０の供給する電圧の継時変化を示している。図示するように、２０２１年９月下旬から２０２１年１０月下旬にかけて、１日３時間ずつＬＥＤ電球への電力の供給を続けた場合、発電部１０の出力電圧は、約９．５Ｖ～約９．７Ｖの間で推移していた。つまり、発電部１０を休ませながら使用することで、約１ヵ月間、発電部１０の出力できる電圧は低下しなかった。

（実施例２）
　試験は、常温、常圧で行った。実施例１と同様にして、図７に示すような、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第一導電部１_４、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、第二導電部２_４、及び媒体４を備え、４個の第一導電部１及び４個の第二導電部２が並列に接続された並列ユニット５を、合計で１２００個となるように作製した。

　作製した並列ユニット５を、銅製の導線で１００個ずつ並列に接続した。つまり、ｚを１以上１００以下の整数とし、第ｚの並列ユニット５の第一導電部１_４と第ｚ＋１の並列ユニット５の第一導電部１_１を銅製の導線で接続していくことで、１００個の並列ユニット５を並列に接続した。１００個ずつ並列に接続した並列ユニット５（以下、１００並列ユニットという）が、１２個できた。

　１２個の１００並列ユニットのうち、３個の１００並列ユニットを、銅製の導線で直列に接続した。つまり、ｗを１以上３以下の整数とし、第ｗの１００並列ユニットの第二導電部２_４と第ｗ＋１の１００並列ユニットの第一導電部１_１を銅製の導線で接続していくことで、３個の１００並列ユニットを直列に接続した。以下、３個の１００並列ユニットを直列に接続したものを、１００並列３直列ユニットという。

　上記と同様にして、１００並列３直列ユニットを、合計で４個となるように追加で作製した。

　１００並列３直列ユニットを１つの発電部１０として、４個の発電部１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を備える、図１のような電力供給システムを構築した。すなわち、発電部１０ａと発電切替部１１、発電部１０ｂと発電切替部１１、発電部１０ｃと発電切替部１１、発電部１０ｄと発電切替部１１、発電切替部１１と電圧変換部１２、電圧変換部１２と電圧変換切替部１３、発電切替部１１と電圧変換切替部１３、及び電圧変換切替部１３と機能部１４を、銅製の導線で接続した。

　構築した電力供給システムにおいて、制御部１５により、時刻が１８時に到達したときに発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が開始され、時刻が２１時に到達したときに発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が停止されるよう制御した。また、構築した電力供給システムにおいて、制御部１５により、ＬＥＤ電球へ電力を供給する発電部１０が、一日毎に順番に切り替えられるよう制御した。

　すなわち、ＬＥＤ電球への電力供給の開始１日目の１８時から２１時の間は発電部１０ａからＬＥＤ電球へ電力が供給され、２日目の１８時から２１時の間は発電部１０ｂからＬＥＤ電球へ電力が供給され、３日目の１８時から２１時の間は発電部１０ｃからＬＥＤ電球へ電力が供給され、４日目の１８時から２１時の間は発電部１０ｄからＬＥＤ電球へ電力が供給され、５日目の１８時から２１時の間は発電部１０ａからＬＥＤ電球へ電力が供給される、というように、発電部１０が一日毎に順番に切り替えられるよう制御した。

　つまり、それぞれの発電部１０は、４日間の中で３時間は使用され、残りの９３時間は休んでいる状態であった。このように、４個の発電部１０を、１日の中で３時間だけ、一日毎に順番に切り替えて使用する態様で、１か月間、発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給を続けた。発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が行われている間は、ＬＥＤ電球は点灯していた。

（参考例１）
　試験は、常温、常圧で行った。図７に示すような、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第一導電部１_４、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、第二導電部２_４、及び媒体４を備える並列ユニット５を作製するため、第一導電部１として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ）を用い、第二導電部２として、マグネシウム合金製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ３０ｃｍ）を用いた。媒体４としては、土（株式会社花ごころ製、すずなり　野菜の土、含水率３％以上）を用いた。

　まず、内径が縦１０ｃｍ、横１０ｃｍで、深さ２０ｃｍの透明のアクリル製の容器の中に、高さ１５ｃｍまで土を充填した。次に、４個の第一導電部１及び４個の第二導電部２を、土の中に、深さ１５ｃｍまで埋め込んだ。第一導電部１及び第二導電部２は、容器内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直となるように配置された。また、第一導電部１同士の最短距離は２．５ｃｍであり、第二導電部２同士の最短距離は２．５ｃｍであり、第一導電部１及び第二導電部２の最短距離は１．５ｃｍであった。

　実施例１と同様にして、４個の第一導電部１及び４個の第二導電部２を、銅製の導線で並列に接続した。

　また、上記と同様にして、並列ユニット５を合計で８個となるように追加で作製した。

　８個の並列ユニット５を、銅製の導線で直列に接続した。つまり、ｔを１以上８以下の整数とし、第ｔの並列ユニット５の第一導電部１_４と第ｔ＋１の並列ユニット５の第二導電部２_１を銅製の導線で接続していくことで、８個の並列ユニット５を直列に接続した。以下、８個の並列ユニット５を直列に接続したものを、８直列ユニットという。

　８直列ユニットを１つの発電部１０として、１個の発電部１０を備える、図１のような電力供給システムを構築した。すなわち、発電部１０と発電切替部１１、発電切替部１１と電圧変換部１２、電圧変換部１２と電圧変換切替部１３、発電切替部１１と電圧変換切替部１３、及び電圧変換切替部１３と機能部１４を、銅製の導線で接続した。

　構築した電力供給システムにおいて、制御部１５により、発電部１０を休ませることなく、発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給を実行した。発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給が行われている間、ＬＥＤ電球は点灯していた。

　図９は、本発明の実施の形態にかかる参考例の発電部の供給する電力の継時変化を示す図である。電力の測定は、情報取得部が備えるＡＤコンバータにより、発電部１０における出力電圧及び電流（例えば、図１におけるＲ_１の電流）を測定することで行った。また、測定された電圧及び電流を、データロガー装置を用いて記録し、電力の継時変化を求めた。

　図示するように、２０２１年５月下旬から２０２１年１０月中旬にかけて、発電部１０を休ませることなく発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給を実行した場合、発電部１０の出力電圧は、約８．０Ｖから約７．７Ｖまで低下した。また、２０２１年５月下旬から２０２１年１０月中旬にかけて、発電部１０を休ませることなく発電部１０からＬＥＤ電球への電力の供給を実行した場合、ＬＥＤ電球において消費される電力は、約０．０４Ｗから約０．０２Ｗまで低下した。つまり、本発明の電力供給システムの備える発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少するものであることが示された。

（参考例２）
　以下の試験は、常温、常圧で行った。図２（Ａ）に示す、第一導電部１、第二導電部２、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１として、ステンレス製（オーステナイト、ＳＵＳ３０４系）の板状部材（０．５ｍｍ厚、１０ｃｍ×１５ｃｍ）を用い、第二導電部２として、亜鉛メッキ鋼板（鉄）製の板状部材（０．５ｍｍ厚、１０ｃｍ×１５ｃｍ）を用い、第一導電部１、第二導電部２及び集電機能部３を、それぞれ銅製の導線で接続した。集電機能部３は、電力消費部、出力電圧変換部及び制御部を備えている。また、その入力インピーダンスは１ｋΩ以上であり、非線形な電流－電圧特性を有するものを用いた。電力消費部には、２ｍＡ以上の電流が流れると点灯するＬＥＤ電球を用いた。出力電圧変換部には、昇圧回路を用い、集電システムを構成した。

　第一導電部１を、出力電圧変換部の昇圧回路の入力端子Ａ１に接続し、また、昇圧回路の出力端子Ｂ１をＬＥＤ電球に接続した。さらに、第二導電部２を、昇圧回路の入力端子Ａ２に接続し、また、昇圧回路の出力端子Ｂ２を、ＬＥＤ電球の出力端子Ｂ１と接続されている端子とは反対側の端子で接続した。

　アクリル製容器（外径１５ｃｍ×１５ｃｍ×１５ｃｍの立方体、内径１４．５ｃｍ）に高さ７．５ｃｍまで、純水（古河薬品工業株式会社製、高純度精製水、温度２５度：媒体４）を入れ、第一導電部１及び第二導電部２を浸して集電システムを構築した。第一導電部１及び第二導電部２は非接触であり、第一導電部１及び第二導電部２の距離は１２ｃｍであり、第一導電部１と第二導電部２の板状の平面が平行になるように設置した。

　構築した集電システムについて、第一導電部１及び第二導電部２との間の電圧を測定した（測定１）。測定には、Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製の３４４０１Ａマルチメーターを使用した。測定１において測定された電圧は、２３９ｍＶであった。参考例２に示した集電システムでは、ＬＥＤ電球は２７０～３３０秒おきに点滅を繰り返した。すなわち、第一導電部１及び／又は第二導電部２から、起電していることを確認できた。

　次に、第一導電部１及び第二導電部２を浸し、アクリル製容器（外径１５ｃｍ×１５ｃｍ×１５ｃｍの立方体、内径１４．５ｃｍ）に高さ７．５ｃｍまで、純水（古河薬品工業株式会社製、高純度精製水、温度２５度：媒体４）を入れ、第一導電部１及び第二導電部２を浸した。第一導電部１及び第二導電部２は非接触であり、第一導電部１及び第二導電部２の距離は１２ｃｍであり、第一導電部１と第二導電部２の板状の平面は、平行になるように設置した。また、第一導電部１及び第二導電部２が、電気的に接続されていない状態とした。そして、３４４０１Ａマルチメーターを用いて、第一導電部１及び第二導電部２との間の電圧を測定した（測定２）。さらに、この状態において、第一導電部１と第二導電部２との間の媒体４の抵抗値を測定した（測定３）。測定２において測定された電圧は、９５２ｍＶであった。また、測定３において測定された抵抗値は、２０ｋΩであった。

（参考例３）
　媒体４を、土（株式会社プロトリーフ製、観葉植物の土、含水率３％以上）に変更したこと以外は、参考例２と同様にして、測定１～３を実施した。測定１において測定された電圧は、２９１ｍＶであった。また、測定２において測定された電圧は、８２２ｍＶであった。また、測定３において測定された抵抗値は、１７００ｋΩであった。

　参考例３に示した集電システムでは、ＬＥＤ電球は２１～２３秒おきに、略等間隔に点滅を繰り返した。すなわち、第一導電部１及び／又は第二導電部２から、起電していることを確認できた。

（参考例４）
　純水（参考例２のものと同じ）５０ｇに塩（伯方塩業株式会社製、伯方の塩）５ｇを溶かした水溶液に浸したウエスを、媒体４と接触する第一導電部１及び第二導電部２の面に貼り付け、媒体４を砂（トーヨーマテラン株式会社製、粒度ピーク（重量比）が、約０．９ｍｍの珪砂）に変更したこと以外は、参考例２と同様にして、測定１～３を実施した。測定１において測定された電圧は、２５３ｍＶであった。また、測定２において測定された電圧は、９５４ｍＶであった。また、測定３において測定された抵抗値は、２５０ｋΩであった。

　参考例４に示した集電システムでは、ＬＥＤ電球は８０～１００秒おきに点滅を繰り返した。すなわち、第一導電部１及び／又は第二導電部２から、起電していることを確認できた。

（参考例５）
　試験は、常温、常圧で行った。図３において、２個の導電部の対が直列に接続した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第二導電部２_１、第二導電部２_２、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１及び第一導電部１_２として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用い、第二導電部２_１及び第二導電部２_２として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用いた。集電機能部３としては、ＬＥＤ電球を用いた。媒体４としては、水道水を用いた。水道水を注入する容器としては、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍで、深さ２０ｃｍの透明のアクリル製のもの（以下、アクリルケースともいう）を利用した。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１を、一のアクリルケース内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が８ｃｍとなるように配置した。同様に、第一導電部１_２と第二導電部２_２を、他のアクリルケース内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が８ｃｍとなるように配置した。なお、媒体４である水道水は、高さ１０ｃｍまで満たした。その結果、ＬＥＤ電球は、少なくとも２４時間以上、継続して点灯した。

（参考例６）
　試験は、常温、常圧で行った。図３において、３個の導電部の対が直列に接続した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１、第一導電部１_２、及び第一導電部１_３として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用い、第二導電部２_１、第二導電部２_２、及び第二導電部２_３として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用いた。集電機能部３としては、ＬＥＤ電球を用いた。媒体４としては、水道水を用いた。水道水を注入する容器としては、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍで、深さ２０ｃｍの透明のアクリルケースを利用した。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１を一のアクリルケース内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が８ｃｍとなるように配置した。同様に、第一導電部１_２と第二導電部２_２を、他のアクリルケース内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が８ｃｍとなるように配置した。さらに、第一導電部１_３と第二導電部２_３を、上記２つのアクリルケースとは異なるアクリルケース内で、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が８ｃｍとなるように配置した。なお、媒体４である水道水は、高さ１０ｃｍまで満たした。その結果、ＬＥＤ電球は、少なくとも２４時間以上、継続して点灯した。

（参考例７）
　試験は、常温、常圧で行った。図３において、２個の導電部の対が直列に接続し、同じ媒体４に接触した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第二導電部２_１、第二導電部２_２、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１及び第一導電部１_２として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用い、第二導電部２_１及び第二導電部２_２として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用いた。集電機能部３としては、ＬＥＤ電球を用いた。媒体４としては、水分を含んだ土（含水率３％以上）を用いた。土を充填する容器としては、内径が縦８３ｍｍ、横８５５ｍｍで、深さ２０ｃｍの木製の箱を利用した。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１を、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が２ｃｍとなるように配置した。同様に、第一導電部１_２と第二導電部２_２を、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が２ｃｍとなるように配置した。第一導電部１_１と第二導電部２_１の対と、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対の最短距離が、３５ｃｍとなるように配置した。なお、媒体４である土は、高さ１０ｃｍまで充填した。その結果、ＬＥＤ電球は、少なくとも２４時間以上、継続して点灯した。

　参考例７の集電システムにおいて、集電機能部３のＬＥＤ電球の代わりに、ポテンショスタット（Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＳＰ－２００）を接続し、ポテンショスタットにより０．１ｍＡの負荷電流を流したところ、第一導電部１_１と第二導電部２_２間の電圧は２．６Ｖであった。

　ところで、ポテンショスタットを用いて、導電部間距離が２ｃｍ、３５ｃｍである場合の上記土のインピーダンスをそれぞれ測定したところ（炭素製の導電部と炭素製の導電部の距離を２ｃｍ又は３５ｃｍとして測定）、導電部間距離が２ｃｍの場合は、０．７４ｋΩであり、導電部間距離が３５ｃｍの場合は、２２２ｋΩであった。つまり、第一導電部１_１と第二導電部２_１の対、及び、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対の間における媒体のインピーダンスは、第一導電部１_１と第二導電部２_１間の媒体４のインピーダンス、及び、第一導電部１_２と第二導電部２_２間の媒体４のインピーダンスの３００倍（＝２２２／０．７４）であることが分かった。

（参考例８）
　第一導電部１_１と第二導電部２_１の対と、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対の最短距離が、７０ｃｍとなるように配置したこと以外は、参考例７と同様にして、集電システムを構成した。その結果、ＬＥＤ電球は、少なくとも２４時間以上、継続して点灯した。

　参考例８の集電システムにおいて、集電機能部３のＬＥＤ電球の代わりに、ポテンショスタット（Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＳＰ－２００）を接続し、ポテンショスタットにより０．１ｍＡの負荷電流を流したところ、第一導電部１_２と第二導電部２_２間の電圧は２．９Ｖであった。

　ところで、ポテンショスタットを用いて、導電部距離が７０ｃｍである場合の上記土のインピーダンスをそれぞれ測定したところ（炭素製の導電部と炭素製の導電部の距離を７０ｃｍとして測定）、１１３０ｋΩであった。つまり、第一導電部１_１と第二導電部２_１の対、及び、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対の間における媒体４のインピーダンスは、第一導電部１_１と第二導電部２_１間の媒体４のインピーダンス、及び、第一導電部１_２と第二導電部２_２の媒体のインピーダンスの約１５２７倍（＝１１３０／０．７４）であることが分かった。

（参考例９）
　試験は、常温、常圧で行った。図３において、３個の導電部の対が直列に接続した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１、第一導電部１_２、及び第一導電部１_３として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用い、第二導電部２_１、第二導電部２_２、及び第二導電部２_３として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ２５ｃｍ）を用いた。集電機能部３としては、ＬＥＤ電球を用いた。媒体４としては、水分を含んだ土（含水率３％以上）を用いた。土を充填する容器としては、内径が縦８３ｍｍ、横８５５ｍｍで、深さ２０ｃｍの木製の箱を利用した。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１を、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が２ｃｍとなるように配置した。同様に、第一導電部１_２と第二導電部２_２を、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が２ｃｍとなるように配置した。第一導電部１_３と第二導電部２_３を、長さ方向が互いに平行で、且つ、水平面に垂直で、最短距離が２ｃｍとなるように配置した。第一導電部１_１と第二導電部２_１の対と、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対の最短距離が、３５ｃｍとなるように、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対と、第一導電部１_３と第二導電部２_３の対の最短距離が、３５ｃｍとなるように配置した。つまり、第一導電部１_２と第二導電部２_２の対が、他の導電部の対の中央にくるように配置した。なお、媒体４である土は、高さ１０ｃｍまで充填した。その結果、ＬＥＤ電球は、少なくとも２４時間以上、継続して点灯した。

（参考例１０）
　試験は、常温、常圧で行った。図４において、３個の導電部の対が並列に接続した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１、第一導電部１_２、及び第一導電部１_３として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ１５９ｍｍ）を用い、第二導電部２_１、第二導電部２_２、及び第二導電部２_３として、ステンレス製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ１５９ｍｍ）を用いた。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１の距離、第一導電部１_２と第二導電部２_２の距離、及び、第一導電部１_３と第二導電部２_３の距離は、それぞれ５０ｍｍとした。媒体４としては、水道水を用いた。水道水を注入する容器としては、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍで、深さ２０ｃｍの透明のアクリルケースを利用した。媒体４である水道水は、高さ１０ｃｍまで満たした。

　アクリルケース内に水を満たし、前記集電システムを構成した直後に、ポテンショスタット（Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＳＰ－２００）を接続し、ポテンショスタットにより１０μＡの負荷電流を流したところ、第一導電部１_３と第二導電部２_３の電圧は１．１６１Ｖであった。前記集電システムを構成した後、約１２０秒が経過した際に、ポテンショスタットにより第一導電部１_３と第二導電部２_３間の電圧を測定したところ、１．３９７Ｖであった。

（参考例１１）
　試験は、常温、常圧で行った。図４において、６個の導電部の対が並列に接続した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第一導電部１_４、第一導電部１_５、第一導電部１_６、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、第二導電部２_４、第二導電部２_５、第二導電部２_６、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１、第一導電部１_２、第一導電部１_３、第一導電部１_４、第一導電部１_５、及び第一導電部１_６として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ１５９ｍｍ）を用い、第二導電部２_１、第二導電部２_２、第二導電部２_３、第二導電部２_４、第二導電部２_５、第二導電部２_６として、ステンレス製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ１５９ｍｍ）を用いた。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１の距離、第一導電部１_２と第二導電部２_２の距離、第一導電部１_３と第二導電部２_３の距離、第一導電部１_４と第二導電部２_４の距離、第一導電部１_５と第二導電部２_５の距離、及び、第一導電部１_６と第二導電部２_６の距離は、それぞれ５０ｍｍとした。媒体４としては、水道水を用いた。水道水を注入する容器としては、縦１０ｃｍ、横１０ｃｍで、深さ２０ｃｍの透明のアクリルケースを利用した。媒体４である水道水は、高さ１０ｃｍまで満たした。

　アクリルケース内に水を満たし、前記集電システムを構成した直後に、ポテンショスタット（Ｂｉｏ－Ｌｏｇｉｃ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製、ＳＰ－２００）を接続し、ポテンショスタットにより１０μＡの負荷電流を流したところ、第一導電部１_６と第二導電部２_６間の電圧は１．１３２Ｖであった。前記集電システムを構成した後、約１２０秒が経過した際に、ポテンショスタットにより第一導電部１_６と第二導電部２_６間の電圧を測定したところ、１．３１８Ｖであった。

（参考例１２）
　試験は、常温、常圧で行った。図４において、２個の導電部の対が並列に接続し、同じ媒体４に接触した、第一導電部１_１、第一導電部１_２、第二導電部２_１、第二導電部２_２、集電機能部３及び媒体４を備える回路を用いた。第一導電部１_１、及び第一導電部１_２として、マグネシウム製（純度９９．９％以上）の棒状部材（径８ｍｍ、長さ１５９ｍｍ）を用い、第二導電部２_１、及び第二導電部２_２として、炭素製の棒状部材（径８ｍｍ、長さ１５９ｍｍ）を用いた。

　第一導電部１_１と第二導電部２_１の距離、及び、第一導電部１_２と第二導電部２_２の距離はそれぞれ５０ｍｍとした。集電機能部３としては、ＬＥＤ電球を用いた。媒体４としては、水分を含んだ土（含水率３％以上）を用いた。土を充填する容器としては、内径が縦８３ｍｍ、横８５５ｍｍで、深さ２０ｃｍの木製の箱を利用した。なお、媒体４である土は、高さ１０ｃｍまで充填した。その結果、ＬＥＤ電球は、少なくとも２４時間以上、継続して点灯した。

　１　第一導電部、２　第二導電部、３　集電機能部、４　媒体、５　並列ユニット、
　１０　発電部、１１　発電切替部、１２　電圧変換部、１３　電圧変換切替部、
　１４　機能部、１５　制御部、１６　情報取得部

Claims

複数の発電部と制御部とを備える電力供給システムであって、
制御部が、
複数の発電部のうちのいずれの発電部から機能部へ電力を供給するかについての切り替えを制御する第１制御手段
を備え、
発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、
機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給システム。
発電部と制御部とを備える電力供給システムであって、
制御部が、
時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する第２制御手段
を備え、
発電部は、電力の供給を実行することで供給できる電力が減少し、且つ、電力の供給を実行しないことで、供給できる電力が経時的に回復するものであり、
機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、電力供給システム。
制御部が、
時間に応じて、機能部へ電力を供給するか否かについての切り替えを制御する第２制御手段
を備える、請求項１に記載の電力供給システム。
発電部により発電された電力を、所定の電圧で機能部へ供給するための電圧変換部
を備え、
発電部により発電された電力が、電圧変換部を介して機能部へ供給される、請求項１～３のいずれかに記載の電力供給システム。
制御部が、
発電部により発電された電力が所定の条件を満たす場合に、電圧変換部を介して、発電された電力を機能部へ供給し、発電部により発電された電力が所定の条件を満たさない場合に、電圧変換部を介さずに、発電された電力を機能部へ供給するように制御する、第３制御手段
を備える、請求項４に記載の電力供給システム。
電力供給システム内の情報を取得する情報取得部を備え、
制御部が、
情報取得部にて取得した情報を、他のコンピュータ装置へ送信する送信手段
を備える、請求項１～３のいずれかに記載の電力供給システム。
発電部が、異なる標準電極電位を有する少なくとも２以上の導電部と、媒体とを備える、請求項１～３のいずれかに記載の電力供給システム。
媒体が土、砂、又は水である、請求項７に記載の電力供給システム。
発電部を備える電力供給システムであって、
発電部が、
第一導電部及び第二導電部と、媒体
を備え、
電力供給システムにおいて、
第一導電部及び機能部は接続されており、
第二導電部及び機能部は接続されており、
第一導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、
第二導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、
第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、
電力供給システムが、
機能部と、第一導電部又は第二導電部との接続、又は非接続を切り替える発電切替部
を備え、
機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、
電力供給システム。
媒体が土、砂、又は水である、請求項９に記載の電力供給システム。
発電部を備える電力供給システムを用いた電力供給方法であって、
発電部が、
第一導電部及び第二導電部と、媒体
を備え、
電力供給システムにおいて、
第一導電部及び機能部は接続されており、
第二導電部及び機能部は接続されており、
第一導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、
第二導電部の少なくとも一部が該媒体と接触し、
第一導電部及び第二導電部は、互いに非接触であり、
電力供給システムが、
機能部と、第一導電部又は第二導電部との接続、又は非接続を切り替える発電切替ステップ
を有し、
機能部は、発電部から電力の供給を受けることで所定の機能を発揮するものである、
電力供給方法。