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多点地上観測と衛星観測を併用した短中期日射予測と特定点太陽光発電予測

Research Project

Project/Area Number 23K13310
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 21010:Power engineering-related
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

坂東 隆宏  豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90824095)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Discontinued (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords太陽光発電 / 日射量予測 / 発電量予測 / ニューラルネットワーク / 多層雲 / 天空画像 / 方向統計学 / 日射量予測/発電量予測 / 地上観測 / 衛星観測
Outline of Research at the Start

太陽光発電の経済的効率運用には短中期先(5分~3時間)の日射強度の予測が不可欠である。短期予測(5分~30分)においては地上観測により雲影を捉えた高精度予測が行われており,中期予測(30分~3時間)では気象衛星を用いた予測が行われるが日射強度の推定精度に課題がある。本研究では,衛星観測と地上観測とを結合した広範囲における高精度日射予測を開発する。地上観測に基づく短期予測では,特定PV発電所の周囲多地点に設置したセンサから多層の雲の流れを捉え,PV発電所での日射強度を予測する。衛星観測で得られた広範囲のメッシュ状日射強度分布は地上観測により補正し精度を上げ,短期予測および中期予測で利用する。

Outline of Annual Research Achievements

設定した研究開発対象のうち,本年度は(1)特定PV発電所において日射量からPV発電量へ変換を行うニューラルネットワークによる非線形回帰手法の開発・精度向上,(2)多層雲による日射量・PV発電量への影響の年間評価,(3)天空画像および方向統計学を用いた多層雲の移動方向の自動推定方法の開発,を行った。これら3点のうち,(1)の成果は査読付き学術雑誌(国内雑誌)への掲載が決定し,(2)の成果は査読付き学術雑誌(国際誌)に掲載された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

多層雲による日射量・PV発電量への影響の年間評価,天空画像および方向統計学を用いた多層雲移動方向の自動推定法の開発については,スケジュール通りに進んでいる。また,ニューラルネットワークによる非線形回帰手法の開発もスケジュール通りに進んでいる。現在,雲影センサの開発および衛星観測データの解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

当面,雲影センサ開発および衛星観測データの解析を進める。今後,地上観測・衛星観測に基づく日射量予測を統合し,中短期の高精度太陽光発電量予測を達成する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] 水平面全天日射強度からPV発電電力推定を行う日別3層ニューラルネットワークの開発2024

    • Author(s)
      坂東 隆宏, 伊藤 翼, 脇坂 颯, 福田 敦史, 小林 宏規, 針谷 達, 滝川 浩史, 平塚 元久, 真木 志郎
    • Journal Title

      Journal of Japan Solar Energy Socety

      Volume: -

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Statistical analysis of cloud layers and solar irradiations for all seasons in Toyohashi city, Japan2023

    • Author(s)
      Bando Takahiro、Ito Tsubasa、Wakisaka Hayate、Miyahara Yuki、Aizawa Takeshi、Harigai Toru、Takikawa Hirofumi、Hiratsuka Motohisa、Maki Shiro
    • Journal Title

      Renewable Energy and Environmental Sustainability

      Volume: 8 Pages: 18-18

    • DOI

      10.1051/rees/2023018

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 全天空画像から求めた最大二方向の雲流推定結果に対する時間平滑化2024

    • Author(s)
      脇坂颯, 坂東隆宏, 伊藤 翼, 宮原由紀, 滝川浩史, 平塚元久, 真木志郎
    • Organizer
      令和6年電気学会全国大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 水平面日射量からPV出力を推定するANNモデルのハイパーパラメータ検討2023

    • Author(s)
      伊藤翼, 坂東隆宏, 脇坂颯, 滝川浩史, 平塚元久, 真木志郎
    • Organizer
      日本太陽エネルギー学会 2023年研究発表会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 全天空画像からの1および2方向の雲の流れ方向判定法の提案2023

    • Author(s)
      脇坂颯, 坂東隆宏, 伊藤翼, 宮原由紀, 滝川浩史, 平塚元久, 真木志郎
    • Organizer
      日本太陽エネルギー学会 2023年研究発表会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 天空カメラ観察画像から得た雲層数と日射量との関係2023

    • Author(s)
      伊藤翼, 坂東隆宏, 脇坂颯, 宮原由紀, 相澤毅, 針谷達, 滝川浩史, 平塚元久, 真木志郎
    • Organizer
      令和5年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 天空カメラ観察画像を利用した雲の流れ方向数の判定2023

    • Author(s)
      脇坂颯, 坂東隆宏, 伊藤翼, 宮原由紀, 針谷達, 滝川浩史, 平塚元久, 真木志郎
    • Organizer
      令和5年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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