適応機能を有するファジー制御による太陽光発電プラントの高効率化に関する研究

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 08650342
• 研究機関: 琉球大学
• 研究代表者: 上里 勝實 琉球大学, 工学部, 教授 (70045029)
• 研究分担者: 唐 躍進 琉球大学, 工学部, 助教授 (20284953) ; 千住 智信 琉球大学, 工学部, 助教授 (40206660)
• キーワード: 太陽光発電 / 最大電力点探索 / ファジーニューラルネットワーク / チョッパ制御 / 日射量 / パラメータ調整

研究概要

本研究は、希薄で不規則に変動する太陽光エネルギーを高効率で電気エネルギーに変換するため、運転状態が変化しても常に最適な動作点で太陽電池が動作するように、新たに適応機構を導入したファジー制御を太陽光発電システムに適用する。
平成8年度までに、沖縄県各地における太陽エネルギー賦存量を算出し、基礎データを得た。同時に最大日射エネルギーを得る最適傾斜角、最適方位角を求めた。また、全日射量から太陽電池発電量を算出して、沖縄各地の太陽エネルギーの電力変換に関する特性を明らかにし、その成果の一部を学会等で発表した。
平成9年度は、これまで得られたデータと前年度開発したファジー制御による太陽電池最適動作点探索制御法を試作した太陽光発電プラントに適用し、その妥当性を実験により検証した。先ず、太陽光を模擬した白熱電球を用いて室内で実験を行い、提案手法の有効性を確認した。その後、野外にセットした太陽光発電システムによって、自然光による最適動作点探索の速応性や定常運転時の性能評価を行ったところ、良好な制御結果を得た。
平成10年度は、これまでファジー制御器のパラメータ調整は、試行錯誤で行ってきたが、実プラントに適応性を付加するためにファジーニューラルネットワークを導入した。その結果、日射量急変時においても速応性、安定性等の制御性能の向上を図ることができた。また、特別な場合として、太陽電池に部分的な陰が発生した時の最適動作点探索にも提案手法が有用であることが明らかとなった。
以上の研究成果は国内外の学会等で発表しており、さらに国際的な学術雑誌に掲載予定である。

研究成果

• [文献書誌] Tomonobu Senjyu,Yasuyuki Arashiro,and Katsumi Uezato: "Maximum Power Point Tracking Control of Photovoltaic Array Using Fuzzy Neural Network(printing)" International Journal of Renewable Energy Engineering. Vol.1,No.1(発表予定). (1999)
• [文献書誌] 千住 智信,新城 安志,上里 勝実: "部分的陰を考慮した太陽電池の最大出力点追従制御" 計測自動制御学会九州支部第17回学術講演会予稿集. 436. 397-400 (1998)
• [文献書誌] 千住 智信,新城 安志,上里 勝実: "ファジーニューラルネットワークを用いた太陽電池の最大出力点追従制御" 平成10年電気学会電力・エネルギー部門大会論文集-電力系統・エネルギーシステム-. Vol.1. 129-134 (1998)
• [文献書誌] 上里 勝實,新城 安志,千住 智信: "ファジーニューラルネットワークを用いた太陽電池の最大出力点追従制御" 琉球大学工学部紀要. 56. 75-82 (1998)
• [文献書誌] Tomonobu Senjyu,Yasuyuki Arashiro,and Katsumi Uezato: "Maximum Power Point Tracking Control of Photovoltaic Array Using Neural Network" Proceedings of 1998 International Conference on Power Electronics. 987-992 (1998)
• [文献書誌] 千住 智信,新城 安志,上里 勝実: "太陽電池の部分的陰を考慮した最大出力点追従制御" 平成10年度電気学会・電子情報通信学会合同講演会講演論文集. OKI-98-6. 49-55 (1998)