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最適化手法に基づいた家庭用固体高分子形燃料電池の導入可能性分析に関する研究

Research Project

Project/Area Number 14780400
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field エネルギー学一般
Research InstitutionOsaka Prefecture University

Principal Investigator

蒲生 恵司  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (30254428)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2004: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2003: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2002: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords固体高分子形燃料電池 / デシカント空調 / コージェネレーション / 家庭用 / 導入可能性分析 / 最適化 / 不確実性 / ロバスト設計
Research Abstract

本研究は,固体高分子形燃料電池(PEFC)の利点・欠点を総合的に評価し,家庭用PEFCコージェネレーションの導入可能性を分析することを目的としている.特に,PEFCの排熱を冷房用に利用することを可能とするデシカント空調機と組み合わせたシステムの検討,家庭用エネルギー需要量の不確実性を考慮した場合の検討に重点を置いている.本年度は,最終年度として上記目的を達成するために以下のことを行った.
1.PEFCの排熱から回収された温水を想定したデシカント空調機の性能特性実験を行い,様々な外気温度・湿度に対する除湿性能のデータを蓄積し,昨年度までに蓄積したデータとともに整理・分析した.その結果,外気温度・湿度,除湿ロータの回転数,部分負荷運転を想定した空気風速の低下,再生空気温度が除湿性能に与える影響を明らかにした.
2.上記実験データおよびカタログデータを用い,デシカント空調機の数学的モデルを構築するとともに検証も行った.その結果,デシカント空調機を含むエネルギーシステム全体のモデル化にも利用可能で,かつある程度近似精度の良いモデル構築が可能であることがわかった.この成果を踏まえ,PEFCの排熱を利用するコージェネレーション・システム全体の経済性を評価することの可能な最適運用計画法を構築した.さらに,これらの成果の一部を2004年6月に開催されたアメリカ機械学会国際ガスタービンインスティチュートTURBO EXPO 2004国際会議にて発表した.
3.エネルギー需要量の不確実性を考慮した評価を行うことのできるミニマックス機会損失基準によるロバスト最適設計法の改良を行い,戸建て住宅を対象とする数値計算を行った。その結果,本計算前提条件の下で,エネルギー需要量の不確実性がPEFC最適容量および他の機器容量に与える影響ならびに経済性に与える影響を明らかにした.

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2004 Other

All Journal Article (2 results) Publications (1 results)

  • [Journal Article] Optimal Operational Planning of Cogeneration Systems with Microturbine and Desiccant Air Conditioning Units2004

    • Author(s)
      Satoshi GAMOU, Koichi ITO, Ryohei YOKOYAMA
    • Journal Title

      Proceedings of ASME TURBO EXPO 2004 GT2004-53683

      Pages: 1-9

    • NAID

      10021966357

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Optimal Operational Planning of Cogeneration Systems with Microturbine and Desiccant Air-conditioning Units

    • Author(s)
      Satoshi GAMOU, Koichi ITO, Ryohei YOKOYAMA
    • Journal Title

      Transactions of the ASME, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power (掲載決定)

    • NAID

      10021966357

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] 蒲生恵司, 横山良平, 伊東弘一: "ミニマックス機会損失基準に基づくエネルギー供給システムのロバスト最適設計計画(料金変動に関するロバスト性)"日本機械学会第16回計算力学講演会論文集. 859-860 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

URL: 

Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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