2016 Fiscal Year Annual Research Report
Arrengement of Fibonacci numbers photovoltaic modules for power generation forest
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26420248
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
谷内 利明 東京理科大学, 工学部第二部電気工学科, 教授 (90349845)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 太陽光発電 / 太陽エネルギー利用向上 / 再生可能エネルギー / 葉序 / フィボナッチ数列 / メガソーラー / ハニカムパタン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平面パネル構成のメガソーラの大規模な導入は、クリーンエネルギーの利用拡大を図る反面、広大な土地を遮蔽することによる植生への影響等が懸念される。一方、提案している3次元太陽光発電モジュールFPM (Fibonacci Number Photovoltaic Module) では、太陽電池パネルが植物の葉序に倣って取付けられているため、太陽エネルギーの設置面積当たりの最大利用が図れると共に、良好な通風性が確保でき時刻に応じて光の遮蔽箇所が変化すること等から、樹木と同様に自然と調和したメガソーラ（発電樹林）の建設が可能である。最終年度に得られた主な結果を以下に示す。(1) 発電樹林を構成するFPMの最適な樹形を求めるため、投影法によるシミュレーション手法を用いて、各種葉序（1/2、1/3、2/5、/3/8）の各太陽電池パネル最適取り付け傾斜角度および最適太陽電池パネル面積を求めた。発電量の葉序依存性は小さく、各葉序共に日射量の大きい夏季では冬季の4倍の発電量が得られる。(2)直達光に加えて散乱光も含めたシミュレーション手法により発電樹林配置構成を検討し、ハニカムパタンが正方形パタンに比較して発電量が約20％増加することを明らかにした。(3) FPMを構成する各太陽電池パネルの最大出力を取り出すため、太陽電池パネル出力のパネル内セル直並列接続依存性を求めた。セル直列接続数の増加に比例して発電量は減少するが、低電圧入力市販DC-DCコンバータの変換効率を加味すると減少量が緩和される。以上から、発電樹林には、比較的セル直列接続数の少ない太陽電池パネルを用いたFPMをハニカムパタンで配置することが望ましいことが示された。また、発電量の葉序依存性が小さいことから、施工条件等から葉序を選定できることが明らかとなった。上記の研究結果については、国際会議発表3件、国内学会発表9件で公表した。
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Research Products
(12 results)
