2022 Fiscal Year Annual Research Report
Economic and Environmental Evaluation Method and Suitable Location Map for the Bifacial Photovoltaic Modules
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19K04358
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
伊藤 雅一 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (80444115)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 泰弘 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40257209) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 両面受光型太陽電池 / 垂直設置 / ライフサイクルアセスメント / GIS / 砂漠 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
太陽電池に積もる砂・雪への対応や，土地の有効利用の観点から，垂直設置された両面受光型太陽電池（垂直設置型両面PV）の利用の検討が行われている。本研究では，垂直設置により影の影響など複雑化する発電量の推定方法の開発を行い，ライフサイクルアセスメント（LCA）と地理情報システム（GIS）を組合せ，垂直設置型両面PVの経済性・環境性が分かる適地地図の作成を行い，乾燥地での利用価値を明らかにする。
最終年度は，両面受光型PVを考慮し，サステナブル経営推進機構によるMiLCAや文献を収集し，LCAを行った。両面受光型PVは裏面が透明なガラス等で構成されているため，片面受光型PVよりCO2やエネルギー投入量の増加となるが，発電量は増加することから，発電量あたりでは環境性の高い結果であった。本成果は，日本太陽エネルギー学会研究発表会（2022年11月）等で報告を行った。
研究開始当初より実施してきた垂直設置型両面PV向けの発電量推定は，特徴として，出力に影響するPVモジュールのクラスタ（ダイオード毎の直列セル）への影のかかり方を考慮している。PVに届く日射量について，前方のPVなど障害物を除くための視野度推定手法（ビューファクター）の開発を進め，直達日射量成分，散乱日射成分の推定について検討し，モデルに組み込み，さらに，GISを用いて評価結果の地図化を行い，乾燥地の特徴を明らかにした。これらは，第31回太陽光発電国際会議（2021年12月）等で発表した。また，地面反射成分は，従来の均一反射モデルは地面の影を考慮していないため，両面PVではこれを考慮する必要がある。ここでは，均一反射モデルを3次元に拡張し，影を考慮した角度表現モデルを考案した。
両面PVは近年急速に普及が進みつつある。両面を生かすための傾斜角の考慮や1軸追尾架台，雪の反射効果など今後検討する必要がある。
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