太陽電池と風力発電による電動式自律走行車両の開発に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13660256
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 川村 恒夫 神戸大学, 農学部, 教授 (50107984)
• Keywords: シリコン単結晶型太陽電池 / アモルファスシリコン型太陽電池 / カレントトランス / USB接続型A / D変換器 / 発電効率 / 太陽追尾システム / 自律走行 / 車両位置の推測

Research Abstract

1.発電量の計測
南向き斜面の上部の平坦な空地に設置した太陽電池ユニットを用いて,全天日射量及び気温の変化と発電量の関係を計測した。発電電圧と充電電流は,逆流防止ダイオードと電圧計,電流計で構成した発電量モニターで監視すると同時に,USB接続のA/D変換器を通してオンライン・リアルタイム計測を行った。この際,A/D変換器の入力レベルに合わせるために,発電電圧は1/10のアッテネータとOPアンプによる緩衝増幅器を通した。充電電流はカレントトランス式の電流センサーで検出し,1/2のアッテネータと緩衝増幅器を通した。全天日射量については,別の電圧ロガーで計測し,コンピュータに転送した。その結果,全天日射量と発電電力の間には強い相関が見られた。
2.太陽電池の比較
太陽電池にはシリコン単結晶型とアモルファス型の2種類を供試し,太陽電池の種類の比較・検討を行った。また,太陽電池の受光面を常に太陽に正対させるように追従させた場合の効率の検討も行った。太陽電池の材料の違いから,単結晶型の方が発電効率が良好なことが分かったが,四季を通じて追跡調査する必要があるため,今後も継続して測定を行う。太陽電池の受光面を常に太陽に正対させる方法と南向きで固定する方法との比較では,朝方及び夕方の太陽高度が低く,日射量が低下する状態でも追従により,発電効率が改善されることが分かった。
3.自律走行車両
前年度に購入した電動式運搬車は直進動作のみのため,ラック&ピニオン式のステアリング機構と乾式単板電磁クラッチによる動力の接・断による旋回機構を組み込んだ。更に,走行径路の取得に地磁気センサーを,外乱の検出にシリコン振動ジャイロを用い,自律走行の実験と音響信号を用いた車両位置の推測についての実験を行い,良好な結果を得た。

Research Products

• [Publications] 川村恒夫: "自然エネルギーの利用に関する基礎的研究"農業機械学会関西支部報. 92号. 44-45 (2002)
• [Publications] 川村恒夫: "電動式自律走行車両に関する研究"農業機械学会関西支部報. 94号(投稿予定). (2003)
• [Publications] 川村恒夫: "太陽光発電システムに関する基礎的研究"農業機械学会関西支部報. 94号(投稿予定). (2003)
• [Publications] 川村恒夫: "間欠追従式太陽光発電システムの開発に関する研究"農業機械学会関西支部報. 94号(投稿予定). (2003)