| 研究課題/領域番号 |
21H01580
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分25020:安全工学関連
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| 研究機関 | 大阪電気通信大学 |
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研究代表者 |
濱田 俊之 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (20733695)
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| 研究分担者 |
桶 真一郎 津山工業高等専門学校, 総合理工学科, 教授 (20362329)
石倉 規雄 米子工業高等専門学校, 総合工学科, 准教授 (20713936)
南野 郁夫 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 嘱託教授 (40647723)
藤井 雅之 大島商船高等専門学校, 電子機械工学科, 教授 (70270337)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2022年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
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| キーワード | 太陽光発電システム / 故障 / フェールセーフ / ラピッドシャットダウン / バイパスダイオード / 焼損 / 故障診断 / 太陽光発電 / 火災 / 感電事故 / 太陽光発電システム（PVS） / バイパスダイオード（BPD） / 安全 / ラピッドシャットダウン（RSD） |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、3つの太陽光発電の安全性向上に寄与する研究開発を実施する。以下に各項目の研究概要を示す。
①火災に発展する恐れのあるバイパスダイオード(BPD)の故障低減を目指し，耐久性に優れるBPD材料の選定並びにPVモジュールの構造設計に取り組む。
②PVS内で発生するアークを自動かつ位置標定可能なアーク発生検知システム開発を目的とし、PVS内のアーク特性解析や放電検知システムの基本システムの設計を行う。
③様々な災害や故障に対応可能なうえ，防災システムや故障検知技術とも連係したPVSの電気安全システムの設計を行う。
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| 研究成果の概要 |
本研究では①故障しにくい太陽光発電（PVS）の構造設計，②故障や劣化を早期検知する技術，③故障しても安全なPVSを維持可能な安全技術の各階層に対応する安全研究に取り組み，PVSの安全性向上を図った。①ではPVモジュール内のバイパスダイオード（BPD）のサージや動作耐久性及び焼損リスクの関係を明らかにした。②では機械学習やCPS、ロジスティクス回帰を用いたPVSの各種異常検知可能であることを明らかにした。③では電磁リレー式遮断技術開発を行い、実機へ適用可能であることを明らかにした。また、不具合モジュールのリユース技術の有効性も検証できた。本成果はを安心安全に使用できるPVSの実現に貢献できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
太陽光発電（PVS）は住宅屋根上にも手軽に設置されるが、光が照射される限り発電するため、火災や感電事故の危険性がある。前述対策には、①故障しにくい構造設計、②異常の早期検知、③異常時の安全確保技術の階層からなる対策が必要である。海外ではアークや火災時の感電事故防止技術の導入が義務化されているが、我が国ではその必要性の検証や安全対策に関する技術開発は、PVSの普及の障害になることを危惧して進んでいない。本研究の取り組みは太陽光発電の安全設計や故障検知、故障後の安全確保技術開発を先導して担ったものであり、学術界として太陽光発電の主力電源化、太陽光発電の安全研究の学問分野確立に貢献したと考えている。
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