A Study on Effects of Partial Shadows and Countermeasures while running on Solar-Powered Vehicles
| Project/Area Number |
19K04338
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 21010:Power engineering-related
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂井 栄治 崇城大学, 情報学部, 教授 (10196032)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 太陽電池 / 車載太陽光発電 / 部分影 / MPPT制御 / 日射量測定 / 太陽光発電 / DC-DCコンバータ / フレキシブルコイル / 発電量予測 / ＤＣ－ＤＣコンバータ / フレキシブル / 高速ＭＰＰＴ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は、自動車のボディーに取り付けられた太陽電池から最大限にエネル
ギーを引き出すことである。
建物や街路樹等によって走行中に生じる発電量低下を防ぐために、分割された太陽電池ごとにシール形の電源を張り付けて、高速に最大電力制御を行う。シール形電源は湾曲したボディーにも取り付け可能である。これらを実現するために（１）小型高効率電源の特許技術（２）曲げられる磁性シート（３）ワイアボンディングレスのパッケージング技術、（４）ニュートン法を用いた高速最大電力制御技術を応用し、（５）試作機による評価ならびにモデルベース開発を用いたリアルタイムシミュレーションによって従来技術に対する優位性を立証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
A prototype of a new distributed power generation system proposed to prevent a reduction in power generation due to partial shadows and mud stains that occur while an on-board solar power generation runs achieved a maximum efficiency of about 95%. In order to realize a flexible power supply circuit, we made a flexible coil using a flexible magnetics sheet for wireless charging. As a result, we were able to obtain the same power efficiency as a conventional coil. A new high-speed control method devised follow instantaneous changes in solar radiation while traveling, which was able to follow target changes of 10 ms. Another advantage of this method is that constructing distributed power generation system at a low cost since existing control ICs can be reused. We developed a device that can measure the amount of solar radiation at high speed, up to 20 % power generation improvement is obtained as a result of simulating using real data from actual driving.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでにシール形電力変換回路の開発例はなく、“湾曲面にも貼れる”“振動に強い”“室内空間を邪魔しない” といった、独創的な特徴を持つ太陽光発電システムが実現できた。シール形電力変換回路は、自動車のみならず、宇宙衛星やドローンなど様々な移動体、IoT端末やウエアラブル端末に対して、薄型軽量で湾曲性のある電力変換回路を提供できるので、広範囲に波及効果をもたらす可能性がある。
また、10msの瞬間的な日射量変化に追従できる高速制御法を考案でき、シミュレーションによって発電量を20%以上改善できる可能性を示せたことで、自動車用ソーラー発電システムの開発者に対して具体的かつ明瞭な知見を示すことができた。
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Report
(5 results)
Research Products
(6 results)
