－IoEチェックバック－
【 技術士 二次試験対策】
本日の投稿は、電気電子部門の必須科目Ⅰ「IoE社会」のチェックバックになります。IoE社会の実現は、スマートシティやCEMSに通じる部分が多く、建設部門においても役立つ部分がたくさんあります。
IoE社会が実現すれば、脱炭素社会の構築が加速すると思います。みなさんが子供のころ描いていた未来都市は、夢ではなくなります。技術者としては、その実現の一助を担いたいものですね。
土木技術者としては、電気技術者の取り組みは驚くことばかりで、夢のある内容が多いです。建設分野においては、これら技術革新の動向を注視し、イノベーションが起こり次第インフラに活用していくことを考える必要があります。
これからは、建設分野、電子分野等の垣根を超えた分野横断的な取り組みや、視野の広い技術者が求められるのではないでしょうか。私も、柔軟な考えを持つように留意していきたいと思っています。
それでは、IoE社会の論文を見てみましょう。
【IoE社会】
1.IoE社会の広域的な早期実現に向けた課題
1.1ワイヤレス電力伝送技術の確立（電力供給の観点）
現状：IoE社会実現のため、様々な機器（EV、ドローン、IoT端末）への安定的な電力供給が必要①である。
問題：様々な機器への電力伝送技術が未確立である。②
課題：既存インフラ稼働状況③で、様々な機器へのワイヤレス電力伝送技術の確立が課題である。
① 安定的な電力供給は、現状できているのではありませんか。また、ワイヤレスで電力が送れるようになるとなぜ安定供給されるのかも関連性が不明です。さらに、小見出しには、「現状」ありますが、必要性を述べているので、問題点のように見えます。
② これが現状ではないですか。
③ この点を問題視していないにも関わらず、条件化されているので何で急にこの話になったんだろうと読み手は思ってしまいます。効率的な電力利用→既存インフラを活用→センターカップリングの実現→ワイヤレス伝送の流れですかね。
1.2再エネ変動の最適制御（制御の観点）
現状：IoE社会実現のために、分散型電源（再生可能エネルギー（再エネ）電源、蓄電池）を最適制御するエネルギーマネジメントシステム（EMS）が必要である。そのため、再エネの主力電源化が必須である。④
問題：再エネは気象条件や季節により発電量が変動する。そのため、刻々変化する負荷変化への追従が困難であり、普及が遅れている⑤。
課題：常にエネルギーの需要と供給のバランスを制御することが課題⑥である。
④ これも現状ではないと思います。やるべきことを書いてしまっています。現状は、「火力発電が主力電源だ」、「エネルギーマネジメントができていない」などではないでしょうか。現状、問題、課題と小見出しをつけていますが、聞かれていることは観点と課題です。この形にこだわる必要はないと思います。むしろ、問われている観点が文中にない方が気になります。
⑤ 追従が難しいから、普及が遅れているのではないと思います。追従が難しいことを原因として発生している問題点は、供給が不安定で主力電源化できないことではないですか。
⑥ 観点と課題が同じになっています。
1.3互換性のあるIoT機器の開発（接続の観点）
現状：IoE社会を取り巻く既存設備⑦と、IoEシステムが不具合無く接続する必要がある。
問題：全て新機種へ更新する場合、多額なコストを要する。
課題：多種多様な既存機器⑧が、シームレスに接続するために、互換性のある⑨IoT機器開発が課題である。
⑦ IoE社会を取り巻くとの記載は、すでにIoE社会が構築されているように読み取れます。IoE社会の実現にあたっては、既存設備・・・」ですかね。
⑧ 既存設備、既存機器、同じ意味合いで使っているのであれば、統一しましょう。
⑨ 互換性とありますが、何を交換するのでしょうか。モジュール、システムどちらですかね。
2.最も重要と考える課題
「再エネ変動の最適制御」が、最も重要な課題と考える。なぜなら、再エネ変動を最適制御することで、IoEシステムの主電源確保およびEMS構築⑩に寄与できるからである。以下に解決策を述べる。
⑧ 再エネ変動の最適制御とは、EMSではありませんか。ここでいうEMSは別のものですかね？
2.1 VPP（ﾊﾞｰﾁｬﾙﾊﾟﾜｰﾌﾟﾗﾝﾄ）の導入
分散型電源の一つひとつは小規模である。しかし、IoTを活用したEMS技術によりこれらを束ね、一つの大きな発電所（VPP）のように遠隔・統合制御することで電力の需給バランスを調整する。
また、需要家が電力使用量を制御するディマンドリスポンスをすることで、電力の需給バランス調整に貢献する。⑨
⑨ 技術者がすべきことを書くべきです（需要家がやるべきことになっています）。技術者は、需要家に対してDRを促すための仕組みづくり（料金設定、インセンティブ設定）などを書くべきと考えます。
2.2 エッジコンピューティングの導入
IoE社会実現のため⑩、安定した通信環境が必要である。そのため、IoT端末の近くにサーバを分散配置するエッジコンピューティングを導入する。
これにより、IoT端末の近くでデータ解析・処理を行うため、データ応答のリアルタイム性が向上し、システムへの負荷や通信遅延を抑えることが可能となる。その結果、安定した通信環境を構築できる。
⑩ IoE社会の実現が論点ですが、そのうち再エネ制御という課題に絞り解決策を述べなければなりません。よって、ここは「再エネ変動の最適制御には、・・・」とすべきではないでしょうか。
2.3 LPWA無線通信方式の導入
IoE社会実現のため、IoT端末にLPWA無線通信方式（LPWA）を用いる。これにより、低消費電力で長距離のデータ通信が可能となり、通信網を新たに構築すること無く、IoT端末やサーバ間でデータ通信できる⑪。
また、LPWAは電池だけで年単位の長期間通信を可能とするため、メンテナンスコストも削減できる。⑫
⑪ 2.2で通信環境を述べているので、類似した解決ですね。この記述は、2.2と合わせて述べれば良いと思います。再エネ制御の部分にスポットライトを当てた解決策が求められます。
⑫ これは、波及効果で書いた方が良いと思います。
3.解決策による波及効果及び懸念事項とその対応策
3.1波及効果
解決策により、電力の自給自足が可能となり、災害時のレジリエンス強化といった波及効果が生じる。
3.2.1懸念事項
VPPやIoT端末設置に伴う通信ネットワーク化により、サイバー攻撃を受けるリスクが高まる。これにより、①システムに連携する公共の安全に直結する重要設備（病院、防災設備）の停止、②各家庭の個人情報や企業情報の流出が懸念される。
3.2.2懸念事項への対応策
セキュリティ対策として、①ファイアーウォールによるウィルス侵入防止、②システム基幹部分におけるDMZ領域の保護、及び③サーバーダウンに備え冗長化を実施する。
4.業務遂行における必要な要件
4.1技術者としての倫理
公共の安全を最優先する。特に電気設備構築にあたり感電により死傷することがないよう取り組んでいく。⑬
4.2社会の持続可能性
解決策に用いる機器は、３Rやライフサイクルコストなど、業務の各段階で常に環境に配慮した計画設計施工を実施していく。 以上
⑬ システム構築やマネジメントを中心に記述しているので、内容との適合性に疑義があります。
