| 研究課題/領域番号 |
18K04078
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
鵜野 将年 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (70443281)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 部分影 / 太陽電池 / スイッチトキャパシタ / モジュラーシステム |
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| 研究実績の概要 |
太陽光発電システムにおいて、太陽電池パネルの湾曲や部分影により生じる電気特性アンバランスによりシステム全体の発電量が大幅に低下することが知られている。本研究では、太陽電池セルならびにパネルの電気特性を疑似的に均一化することで発電量低下を回避可能なセルレベルならびにパネルレベル補償器の基礎設計と実機検証を行った。
セルレベル補償器については、太陽電池セルの寄生素子である拡散容量を積極利用することで部品点数を大幅に削減可能なスイッチトキャパシタコンバータ方式を採用した。6セル構成システムに対するシミュレーション解析ならびに実機評価において、特性ばらつきによる発電量低下を回避できることが示された。しかし、太陽電池セルの電圧が0.6V前後と非常に低いため、補償の際に大きな損失が生じることによりシステム効率は80％程度にとどまった。シミュレーション解析の結果、システムの電圧を高めることにより効率が改善することが示された。今後は、システムの電圧を高めるためにセルレベルに補償をするのではなく、複数枚セルレベルで補償を行うことによる効率改善効果の調査を行う。
パネルレベル補償器についてはモジュラー式スイッチトキャパシタコンバータ方式を採用した。8パネル構成システムに対する解析ならびに実パネルを用いたフィールドテストにより、部分影発生時の発電量を改善しつつ、システム効率99％以上を達成した。今後は更なる大規模システムへの応用ならびに補償器を利用したパネルの電気的診断技術の開発について取り組む。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
セルレベル補償器とパネルレベル補償器ともに解析と実機検証により発電量を向上可能であることを示すことに成功した。
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| 今後の研究の推進方策 |
セルレベル補償については、補償の際に大きな損失が生じることによりシステム効率は80％程度にとどまった。シミュレーション解析の結果、システムの電圧を高めることにより効率が改善することが示されている。今後は、システムの電圧を高めるためにセルレベルに補償をするのではなく、複数枚セルレベルで補償を行うことによる効率改善効果の調査を行う。
パネルレベル補償器については電気特性の観点では十分な性能が確認されている。今後は更なる大規模システムへの応用ならびに補償器を利用したパネルの電気的診断技術の開発について取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の計画通り予算執行を行ったが、端数の未使用額が生じた。
次年度の消耗品類の購入にあてる。
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