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太陽電池セルの高温ホットスポット発生を自動検知する常時監視機能の実現

研究課題

研究課題/領域番号 17K06331
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関宇部工業高等専門学校

研究代表者

南野 郁夫  宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40647723)

研究分担者 濱田 俊之  宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 准教授 (20733695)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード太陽電池 / ホットスポット / 自動検知 / 常時監視 / 太陽光発電 / 安全性 / バイパスダイオード / 故障 / 診断 / 太陽光発電システム
研究成果の概要

太陽光発電システムが普及し,火災事例など新たな安全性の問題(重大故障)が生じている。火災原因の1つのホットスポットやその原因のバイパスダイオード(BPD)故障は定期点検により検出する手法が既に確立している。しかし,煩雑で,数年に1度の低頻度点検による手遅れの可能性の問題がある。そこで,本科研費研究により自動診断方法を提案した。さらに,あらゆる環境条件への対応が実用上の課題であることを明確にした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は,異常再現モデルと診断ルールにつながる点である。今回実際の故障に即した異常系再現モデルの構築の準備が行えた。今後、実用課題が解決し、提案する異常系再現モデルが完成すれば、故障の原因究明・対策が実現でき,故障状態を見分ける新たな知見と,この知見からこれまでになかった実用的な診断ルールが創出される。このアルゴリズムが住宅用PVSの住人の生命と財産を救い、大きな社会的意義になる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 部分陰によりホットスポットが発生したPVセルの温度分布を予測する連成モデル2019

    • 著者名/発表者名
      12)山本稜之,和木大祐,南野郁夫
    • 雑誌名

      太陽エネルギー

      巻: 45(3) ページ: 99-104

    • NAID

      130007660938

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 部分陰によるホットスポットが発生したPVセルの温度分布を予測する連成モデル2019

    • 著者名/発表者名
      山本稜之,和木大祐,南野郁夫
    • 雑誌名

      Jornal of Japan Solar Energy Society

      巻: 45(3) ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] P-V平面上のMPPベクトルの特異点に注目した常時PVストリング内BPD故障診断方法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      南野郁夫,道永尚
    • 学会等名
      電気学会全国大会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Constant Monitoring Method using Time Change of MPP withOpen-circuit Failure BPD in PV String2019

    • 著者名/発表者名
      Nao Mitinaga,Ikuo Nanno,Rahul Promprasit Seet
    • 学会等名
      The International Council on Electrical Engineering Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BPD開放故障診断に有効な15cm角の板を移動させる陰データ生成方法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      小山秀斗,南野郁夫
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 太陽電池アレイ用電気モデルのFBによる直並列合成方法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      村上諄,南野郁夫
    • 学会等名
      令和元年度(第70回)電気・情報関連学会中国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] P-V平面上のMPPベクトルの特異点に注目した常時PVストリング内BPD故障診断方法の提案2019

    • 著者名/発表者名
      南野郁夫,道永尚
    • 学会等名
      電気学会,全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 太陽電池は不安定系か?(リアプノフ安定と電流集中)2019

    • 著者名/発表者名
      南野郁夫
    • 学会等名
      宇宙エネルギーシンポジウム(JAXA宇宙研)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Constant Monitoring Method using Time Change of MPP with Open-circuit Failure BPD in PV string2019

    • 著者名/発表者名
      Nao Michinaga, Rahul Promprasit Seet, Ikuo Nanno
    • 学会等名
      ICEE2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] FFの時間変化を利用したPVストリング内BPD開放故障の常時監視方法2018

    • 著者名/発表者名
      道永尚,矢田陽太郎,ラフル プロンプラシト シト,南野郁夫
    • 学会等名
      日本太陽エネルギー学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] New Coupled Model for Prediction of the Temperature Distribution in a PV Cell with a Hot Spot Induced by Partial Shading2018

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Yamamoto, Daisuke Wagi, Ikuo Nanno
    • 学会等名
      ICRERA2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced Photovoltaic MPPT Control Method Using an Electromagnetic Relay for Solving the Partial Shade Problem2017

    • 著者名/発表者名
      Ikuo Nanno, Tarek Ahmed, Masayuki Takamori
    • 学会等名
      IEEE PEDS2017, Poster Session I , Room 301A and 301B, 368, pp.136-141
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Prediction Simulation using Coupled Model Temperature Distribution on PV cell in which Hotspot has Occurred due to Partial shade2017

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Wagi, Ikuo Nanno
    • 学会等名
      PVSEC-27, Area8:PVsystem Including BOS Components,Lake Biwa Otsu Prince Hotel,Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 部分陰PV 設備向け陰対策リレーのMPPT 組合せ問題の実証2017

    • 著者名/発表者名
      髙森雅之・南野郁夫
    • 学会等名
      平成29年度JSES・JWEA合同研究発表会,アオーレ長岡
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度差モデルを用いた部分陰により高温ホットスポットが発生したPVセルの温度分予測シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      和木大祐,南野郁夫
    • 学会等名
      平成29年電気学会産業応用部門大会,JIASC2017のUSB,2-OS1-1,pp.Ⅱ-51-Ⅱ-54
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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