• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Modular Differential Power Processing Converter to Enhance Energy Yield of Photovoltaic Panels

Research Project

Project/Area Number 18K04078
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21010:Power engineering-related
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

Uno Masatoshi  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70443281)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords太陽電池 / コンバータ / 電力変換 / 部分影 / スイッチトキャパシタ / 影 / 太陽電池パネル / モジュラーシステム / スイッチトキャパシタコンバータ / 補償 / モジュラー
Outline of Final Research Achievements

We developed the modular differential power processing (DPP) converter that consists of module- and panel-level converters. The proposed DPP converter system can be extended by adding modules and module-level converters without redesigning converters. Experimental tests using a prototype demonstrated the energy yield enhancement of partially-shaded photovoltaic strings.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究のセルレベル補償器では、従来では無用の長物として扱われていたセルの拡散容量を積極利用する。この概念は他の補償器のみならず太陽電池用電力変換器への応用可能性を秘めており、その学術的意義は非常に高い。また、パネルレベル補償器で採用するSCCモジュラー手法は報告例のない独創的技術であり、様々な分野におけるSCCに応用可能なものである。本研究で開発した補償器を採用することで、小規模から大規模まであらゆる太陽光発電システムにおいて、部分影が発生した状況下で発電量を20%前後向上させることができる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (21 results)

  • [Journal Article] PWM Boost Converter Integrating Differential Power Processing Converter to Enhance Energy Yield of Photovoltaic Panels Under Characteristic Mismatch Conditions2021

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Yusuke Sasaki
    • Journal Title

      IEEJ Journal of Industry Applications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 91-99

    • DOI

      10.1541/ieejjia.20007561

    • NAID

      130007965577

    • ISSN
      2187-1094, 2187-1108
    • Year and Date
      2021-01-01
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Panel-to-substring differential power processing converter with embedded electrical diagnosis capability for photovoltaic panels under partial shading2021

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Kazuma Honda
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Power Electronics

      Volume: vol. 1, no. 1 Issue: 9 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1109/tpel.2021.3064706

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Differential power processing converter enhancing energy yield of curved solar roofs of plug-in hybrid electric vehicles2020

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Hayato Sato, Tatsuaki Ishikawa
    • Journal Title

      IEEE Transaction on Vehicular Technology

      Volume: vol. 36, no. 3 Issue: 3 Pages: 14689-14700

    • DOI

      10.1109/tpel.2020.3013653

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modularized differential power processing architecture based on switched capacitor converter to virtually unify mismatched photovoltaic panel characteristics2020

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Masaya Yamamoto, Hayato Sato, Susumu Oyama
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Power Electronics

      Volume: vol. 35, no. 2 Issue: 2 Pages: 1563-1575

    • DOI

      10.1109/tpel.2019.2922504

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] LLC resonant voltage multiplier-based differential power processing converter using voltage divider with reduced voltage stress for series-connected photovoltaic panels under partial shading2019

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Toru Nakane, Toshiki Shinohara
    • Journal Title

      Electronics

      Volume: 8 Issue: 10 Pages: 1-17

    • DOI

      10.3390/electronics8101193

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] PWM Switched Capacitor-Based Cell-Level Power Balancing Converter Utilizing Diffusion Capacitance of Photovoltaic Cells2019

    • Author(s)
      Uno Masatoshi、Saito Yota、Urabe Shinichi、Yamamoto Masaya
    • Journal Title

      IEEE Transactions on Power Electronics

      Volume: 1 Issue: 11 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1109/tpel.2019.2895767

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 太陽電池パネルの電気特性ばらつきを解消可能な,絶縁バスを用いた大規模発電システム用モジュラー補償器の実機検証2021

    • Author(s)
      鈴木 匠、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの電気特性ばらつきを解消可能な,絶縁バスを用いた大規模発電システム用モジュラー補償器2021

    • Author(s)
      鈴木 匠、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの故障診断機能を有する部分影補償器の制御アルゴリズム2021

    • Author(s)
      藤井裕人、鈴木 匠、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの不良検知機能を有する部分影補償器の制御アルゴリズムの開発2021

    • Author(s)
      藤井裕人、鈴木 匠、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの電気特性ばらつきを解消可能な,過電流保護機能付き直列共振形モジュラー補償器2020

    • Author(s)
      佐々木優介、鵜野将年
    • Organizer
      電子通信エネルギー技術研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Integrated converter utilizing tapped-inductor with arbitrary voltage step-up ratio to enhance energy yield for curved solar roofs of PHEVs2020

    • Author(s)
      Takumi Suzuki, Masatoshi Uno
    • Organizer
      IECON (The 46th Annual Conf. IEEE Ind. Electron. Society)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Electrical diagnosis technique using differential power processing converters for photovoltaic panels2020

    • Author(s)
      Kazuma Honda, Masatoshi Uno
    • Organizer
      IECON (The 46th Annual Conf. IEEE Ind. Electron. Society)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] タップトインダクタにより昇圧比を任意に決定可能な、PHEV用湾曲太陽電池パネルの発電量を向上させる統合型コンバータの実機検証2020

    • Author(s)
      鈴木 匠、鵜野将年
    • Organizer
      産業応用部門オンライン研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] タップトインダクタにより昇圧比を任意に決定可能な,車載湾曲太陽電池パネルの発電量を向上させる統合型コンバータ2020

    • Author(s)
      鈴木 匠、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの発電量を向上可能な,過電流保護機能付き直列共振形モジュラー補償器2020

    • Author(s)
      佐々木優介、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] PHEV用湾曲太陽電池パネルの拡散容量を利用した補償器の効率向上に関する検討2020

    • Author(s)
      本田和磨、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの発電量を向上可能な,過電流保護機能付き直列共振形モジュラー補償器2020

    • Author(s)
      佐々木優介、佐藤颯人、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの発電量を向上可能な、過電流保護機能付き直列共振形モジュラー補償器の開発2019

    • Author(s)
      佐々木優介、佐藤颯人、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの電気特性ばらつきを補償可能なDCモジュラースイッチトキャパシタコンバータとその制御アルゴリズムの提案2019

    • Author(s)
      佐藤颯人、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会東京支部茨城支所研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの電気特性ばらつきを補償可能なDC モジュラースイッチトキャパシタコンバータ2019

    • Author(s)
      佐藤颯人、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会産業応用部門大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池パネルの電気特性ばらつきを補償するモジュラースイッチトキャパシタコンバータ2019

    • Author(s)
      佐藤颯人、鵜野将年
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池セルの拡散容量を利用したスイッチトキャパシタ式セルレベル部分影補償器とその最大電力点追尾制御手法の開発2019

    • Author(s)
      齋藤陽太、鵜野将年、浦部心一
    • Organizer
      電子通信エネルギー技術研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽電池セルの拡散容量を利用したスイッチトキャパシタ式セルレベル部分影補償器の直流等価回路による詳細解析2018

    • Author(s)
      齋藤陽太、鵜野将年、浦部心一
    • Organizer
      電気学会茨城支所研究発表会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Loss analysis and field testing under various partial shading conditions for switched capacitor-based cell-level power balancing utilizing diffusion capacitance of photovoltaic cells2018

    • Author(s)
      Yota Saito, Masatoshi Uno, Masaya Yamamoto, Shinichi Urabe
    • Organizer
      IEEE 18th Int. Conf. Power Electron.Motion Control
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Modularized Equalization Architecture Based on Switched Capacitor Converter to Virtually Unify Mismatched Photovoltaic Panel Characteristics2018

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Masaya Yamamoto
    • Organizer
      International Power Electronics Conference (IPEC), ECCE-Asia
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Dual MPPT Control and Field Testing for Switched Capacitor-Based Cell-Level Power Balancing Utilizing Diffusion Capacitance of Photovoltaic Cells2018

    • Author(s)
      Masatoshi Uno, Yota Saito, Masaya Yamamoto, Shinichi Urabe
    • Organizer
      International Power Electronics Conference (IPEC), ECCE-Asia
    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi