| 研究課題/領域番号 |
22K05006
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 宮崎大学 |
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研究代表者 |
荒木 建次 宮崎大学, 工学部, 特別教授 (70533149)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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| キーワード | 国際標準化 / 太陽電池 / 曲面 / 微分幾何学 / 発電量 / 車載太陽電池 / HAPS / 計量方法 / 標準化 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの太陽電池工学は、平面を前提に理論および計測方法が構築されてきた。また、日射エネルギーも2次元傾斜面に直射する前提である。曲面太陽電池や日影が頻繁にかかるような地点で動作する太陽光発電では、発電量の見込み違いや、製品の性能試験が公正にできないといった問題が生じている。
本研究では、2次元・平面が前提となっている太陽電池動作理論および計測方法を、微分幾何学や3次元日射の概念で再構築し、曲面および非理想日照でも正確かつ公正な発電量予測および製品検査ができるようにし、国際標準化を目指す。
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| 研究実績の概要 |
曲面を有する市販ソーラーパネルとして、トヨタプリウス40系の車載パネルを購入し、さまざまな方位で発電量を計測することにより、①平面型太陽電池では屋内計測と屋外計測とは基本的に一致するものの、曲面太陽電池では両者は本質的に異なること、②微分幾何学的アプローチにより算出した曲面太陽電池の発電特性が屋外計測値に一致すること、を確認した。
また、昨年度に計測した、曲面太陽電池と平面太陽電池との屋内計測値の比較から、曲面太陽電池の計測方法に関するプロトコルをまとめ、IEC（国際電気標準会議）に提案し、国際標準化新プロジェクトとして承認された。本プロトコルは国際標準（IEC60904-1-3）として、正式に審議されるとともに、各国試験機関（全19機関）の参加によるブラインドテストにより、計測結果の再現性がチェックされる予定である（現在、進行中）。
上記方法論を車載太陽電池以外への適用を検討し、鞍型曲面の複雑な形状を有する航空機翼面の太陽電池に対し、発電量算出アルゴリズムを開発し、フライト記録（成層圏飛行無人機）と照合することにより、両者が一致することを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
マイルストーン前倒し完了： 曲面太陽電池の計測方法に関するプロトコルをまとめ、IEC（国際電気標準会議）に提案し、国際標準化新プロジェクトとして承認された。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究に基づく国際規格の委員会ドラフトを各国専門家とともに仕上げ、各国試験機関（全19機関）によるブラインドテストにより、計測結果の再現性を検証する。
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