太陽電池用高効率インバータの低ひずみ化に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06650332
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 木村 軍司 東京都立大学, 工学部, 教授 (10087215)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大里 正人 東京都立大学, 工学部, 助手 (30209233) ; 土屋 淳一 東京都立大学, 工学部, 助手 (70155406) ; 清水 敏久 東京都立大学, 工学部, 助教授 (30254155)
• Keywords: 太陽電池 / DC-DCコンバータ / PWMインバータ / 共振形 / 低ひずみ

Research Abstract

太陽光発電システムは、無公害で無尽蔵なエネルギー源として注目されている。しかし、太陽電池の出力は、日射量の変化や太陽電池での陰の存在によって、大幅に影響を受ける。そこで安定した電力供給のために、蓄電池を備えたシステムおよび系統と連係したシステムを検討した。太陽電池には最大の電力が取り出せる最適動作点が存在し、日射量や太陽電池の温度などの条件により、その動作点は大幅に変動する。太陽電池と蓄電池を直接に接続したのでは電圧が固定され、最大の電力を得ることはできない。そこで以下の研究を行なった。
(1)常に太陽電池から最大の電力を効率よく利用できるような、DC-DCコンバータの研究。
共振回路を用いた、簡単な回路構成の昇降圧形コンバータを提案し、シミュレーションと実験で検討した。その結果、太陽電池の最適動作点を追従しながら、負荷状態により、自動的に蓄電池の充電と放電を行なえることを確認した。
(2)太陽電池の一部が陰になると、その部分は負荷となって発電電力が大幅に低下するので、これを改善できる発電制御回路の研究。
太陽電池を直列接続した際に、太陽電池の一部に照度不足が生じると発電電力が低下した太陽電池が負荷となり、大幅な発電電力低下が生じる。この問題を改善する、新しい発電制御回路を提案した。シミュレーション、および系統連係での実験を行なった。その結果、本回路を用いることで、発電効率の高い太陽電池発電システムを実現できることを確認した。

Research Products

• [Publications] 山田、大里、清水、木村、金岡: "New Type of Ballast for HID Lamps with Single-Ended Resonant-Type Inverter Circuit Using Leakage Inductance" Proceedings of the IPEC-Yokohama'95. Vol.3. 1266-1271 (1995)
• [Publications] 森田、清水、木村、大澤、佐野: "Improvement of Control of Zero-Voltage-Switching Converter Connected with Battery and Solar Cell as DC Source" Proceedings of the IPEC-Yokohama'95. Vol.3. 1531-1535 (1995)
• [Publications] 大澤、木村: "昇降圧コンバータをリンクさせたZVS降圧コンバータ" 電気学会論文誌(D). 第115巻. 712-718 (1995)
• [Publications] 毛、大里、清水、木村、金岡: "HIDランプ用-石共振形高周波インバータの定常解析" 平成7年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集. 第2巻. 93-94 (1995)
• [Publications] 平形、清水、木村、大澤: "ZVSコンバータを用いた太陽電池最大電力検出法" 電気学会半導体電力変換研究会資料(SPC-95-111). 121-128 (1995)
• [Publications] 平形、清水、木村: "太陽電池の発電制御装置" 電気学会半導体電力変換研究会資料(SPC-96-61). 51-60 (1996)