2020 年度研究成果報告書

電気特性均一化により太陽電池システムの発電量向上を実現するモジュラー補償器の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04078
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分21010:電力工学関連
研究機関	茨城大学
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)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	太陽電池 / コンバータ / 電力変換 / 部分影 / スイッチトキャパシタ
研究成果の概要	多直列接続の太陽電池パネルで構成されるストリングに部分影が生じると，ストリング全体の発電量の大幅低下を招く。部分影による悪影響を解消する為に様々な部分影補償器が研究されているが，パネルの直列数変更の際には再設計を要するため拡張性に課題を有する。本研究では、パネルレベルとモジュールレベルの2レベルで補償を行い，モジュールを追加することで回路の再設計を要することなく任意にパネル数を拡張可能な補償器を開発した。試作回路を用いて部分影が発生した状況を模擬した屋内補償実験及びフィールドテストを行った結果，最大抽出電力の向上を確認したことから提案補償器の有効性が示された。
自由記述の分野	パワーエレクトロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	本研究のセルレベル補償器では、従来では無用の長物として扱われていたセルの拡散容量を積極利用する。この概念は他の補償器のみならず太陽電池用電力変換器への応用可能性を秘めており、その学術的意義は非常に高い。また、パネルレベル補償器で採用するSCCモジュラー手法は報告例のない独創的技術であり、様々な分野におけるSCCに応用可能なものである。本研究で開発した補償器を採用することで、小規模から大規模まであらゆる太陽光発電システムにおいて、部分影が発生した状況下で発電量を20%前後向上させることができる。