2006 Fiscal Year Annual Research Report
系統に連系する太陽光・風力ハイブリッド発電システムの開発
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18560283
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
飯田 祥二 東京電機大学, 工学部, 教授 (30057236)
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| Keywords | 太陽光発電 / 風力発電 / ハイブリッド発電 / 風力タービン・シミュレータ / 電流形インバータ / 昇圧チョッパ / 最大出力制御 / 系統連系 |
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| Research Abstract |
地球温暖化対策の一環として太陽光発電と風力発電が普及しているが、両者共に天候によって出力が大幅に変動するため、安定した電力供給が困難である。これを改善するために、太陽光と風力を組み合わせたハイブリッド発電システムが開発されつつあり、さらにこれを系統に連系することにより、需要家にとっては安定した電力を受けることができる。以上の背景の下に、本研究は系統に連系する太陽光・風カハイブリッド発電システムの開発を目指し、本年度は下記の研究を遂行した。
1.不安定な自然風を用いて風力発電の実験を遂行することは不可能であるため、2.2kWの直流電動機を直流チョッパで制御する風力タービン・シミュレータを完成させた。これに1.5kWの永久磁石同期発電機を直結し、その発電電力をダイオード整流回路で直流に順変換した後、電流形インバータによって三相系統に連系するシステムを構築した。これにより、インバータ変調率のみを適切に制御すれば、風速が変化しても常に系統へ最大電力を出力できることを定量的に明確にした。
2.上記の研究と並行して、風力発電の直流電圧と太陽電池出力を直列に合成するためのDC-DCコンバータを開発した。ただし装置の関係から本年度は風力発電機をつながずに、異なった日射量で動作する二組の太陽電池を対象として、二段縦続昇圧チョッパを簡易化した回路とその制御方式を検討した。この結果、二組のチョッパの通流率を適切に制御することにより、異なった最大電力点で動作している太陽電池からそれぞれの最大電力を同時に出力できることを、実測とシミュレーションにより確認した。
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