自律型バッテリーレス太陽光発電システムの研究開発と農業用灌漑系への活用計画(インターネット遠隔計測・制御技術を用いた自然エネルギーシステムの構築)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450165
• Research Institution: University of the Ryukyus
• Principal Investigator: 玉城 史朗 琉球大学, 工学部, 教授 (80163666)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 屋我 実 琉球大学, 工学部, 助教授 (60220117) ; 名嘉村 盛和 琉球大学, 工学部, 助教授 (80237437) ; 吉永 安俊 琉球大学, 農学部, 教授 (80045129) ; 瀬名波 出 琉球大学, 工学部, 助手 (70253945)
• Keywords: インターネット遠隔制御 / インバータ周波数制御 / バッテリーレス太陽光発電システム / 最適灌漑システム / 揚水システム / 簡易型インターネットシステム / 無線LAN / 最適システム設計

Research Abstract

本研究では、農業用灌漑用水の供給を目的として、自律型バッテリーレス太陽光発電システムの開発を行い、インターネットによる遠隔監視・制御システムを構築する。今年度は、以下の項目に関し研究と環境整備を行った。
太陽光発電系:太陽光発電システム1.28kWシステムを構築し、自律型インバータ周波数制御系と組み合わせることにより、温室ビニールハウス内の自動灌漑システムの構築を行った。
インバータ周波数制御系:入力日射量の変化に応じ、インバータ出力周波数を可変する周波数制御系を構築した。この制御系は入力エネルギー(太陽エネルギー)の変化に応じて、出力(ポンプ回転数)の値を決定するサーボ機構を実現し、現在、晴天、曇り、雨天時における各種物理データの取得し、データベース構築を行っている。
インターネット遠隔制御系:モバイル端末や無線LAN及び高速ディジタル回線(ISDN64K)により接続されたネットワーク回線を用いて、異なるプロトコルによるデータ通信技術による遠隔計測・制御システムの構築を行なった。ここでは、まず、気象データ、上記の太陽光発電システムの運転データ収集システムを構築し、それらのデータの属性を決定することによりデータベース化を行っている。
最適な灌漑システム構築:農作物の成長・育成には、水分が不可欠となる。従って、培地における温度や湿度、および、日照等の自然環境と作物の必要水量を実験的・統計的に分析し、最適な灌漑システムの構築を行う。ここでは、実際に灌漑系を構築し、温室内での葉野菜の栽培を行うことにより育成データを収集するための計測系を構築した。
温室冷却用ウォーターカーテンシステムの構築:本県のような亜熱帯地域では、夏場の晴天時には温室内の温度が最高40-50度に達することもある。本研究では、太陽光発電システムで水をポンプアップし、ウォーターカーテンの水分供給源とし、また、ファンで水分を吸引拡散することで、温室内の熱を潜熱の形で吸収する冷却システムを構築した。

Research Products

• [Publications] 玉城史朗: "スループット評価指標を導入したWWWキャッシュ置き換えアルゴリズムの提案と評価"情報処理学会論文誌. 44巻7号. 1-6 (2003)
• [Publications] 玉城史朗: "太陽光発電を基盤としたITファームの構築"太陽/風力エネルギー公園論文集2003. 531-534 (2003)
• [Publications] Shiro TAMAKI: "Development of Autonomous Irrigation System based on Internet Supervisory Control"JTC-CSCC 2003 (Kang-Won Do, Korea : 2003/7). 1163-1166 (2003)
• [Publications] Morikazu Nakamura: "A Distributed Parallel Genetic Local Search in Distributed Computing"Proc of the 2003 Congress on Evolutionary Computation. 1243-1250 (2003)