| 研究課題/領域番号 |
21H01580
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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, 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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| キーワード | 太陽光発電システム（PVS） / バイパスダイオード（BPD） / 安全 / 火災 / 故障 / ラピッドシャットダウン |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、太陽光発電システム(PVS)の安全性を向上させる研究として以下の研究を実施した。
バイパスダイオード(BPD)の耐久性向上に関する研究として、PVモジュール内のBPDが故障すると故障したBPDが発火・焼損の危険性がある。そこで本年度はBPD故障のリスク低減を目的として、『故障したBPDを抱えた状態でPVSが発電運転した際の故障BPDの電気的特性と発熱の関係（濱田）』、 『短絡故障したBPDの温度分布再現する温度モデルの構築（南野）』、『故障BPDのIV特性から故障状態をいくつかのカテゴリーへ分類化（桶）』、『故障BPDを接続した模擬PVアレイを用いて故障個所に部分影が生じた場合にPV出力特性に及ぼす影響の検証（桶）』、『BPD材料の長期動作耐久性試験の実施（濱田）』を実施した。
次に、PVS設備内アークの自動検知技術の開発として、PVS内で生じる直流アークにより生じるAE（Acostic Emission）信号の検出するための、試験環境の構築と準備を実施した（濱田・藤井）。
既設PVSにも導入可能なPVSの電気安全システムの開発として、PVS用感電防止システムの製作及び実用化に耐えうるか、PVSの運転環境を模擬した状態で耐久性試験を検証する試験を行った（濱田・石倉）。また、提案システムが商用電源の停電時に自立運転モードに移行しても運用可能な改良システムの製作を実施した（濱田・石倉）。
最後に、当初の予定には計上していなかったが、PVSの更なる安全性を高める研究への展開も本採択課題における重要課題であることから、新たに『太陽電池モジュールの開放故障およびクラスタ脱落の原因調査（藤井）』、『老朽化PVSのリユースのための太陽電池モジュールの修繕と評価（藤井）』、『機械学習を用いた太陽電池モジュールのホットスポット判定モデルの構築（南野・石倉）』も実施した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究代表者の所属異動に伴い、研究環境の再構築を余儀なくされたため、アーク検知など一部の研究でスタートが遅れてしまっている。しかし、前述以外の項目は当初の予定とおり進展させることができている。また、当初は予定していなかった新たなPVSの安全研究テーマの発掘にも成功し、適正に研究を進展させることができていると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も①故障しにくいPVSの構造設計，②故障や劣化の早期検知技術，③故障しても安全なPVSを維持可能な安全システム開発の3段階の階層からなる安全技術開発を目的として、現在取り組む『太陽電池モジュールのBPDの故障リスク低減』、『PVS設備内アークの検知技術開発』、『故障や被災したPVSによる感電事故防止システム開発』を今後も推進する。加えて、『太陽電池モジュールの開放故障およびクラスタ脱落の原因調査』、『老朽化PVSのリユースのための太陽電池モジュールの修繕と評価』、『機械学習を用いた太陽電池モジュールのホットスポット判定モデルの構築』など、当初の実施項目にはないが本課題の趣旨に合致するPVS安全性向上に寄与する新たなテーマの発掘と推進を継続的に実施する。これにより、安心安全に利用できるPVSの実現を今後も推進する。
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