2014 Fiscal Year Annual Research Report
新方式２４ステップインバータを用いた太陽光発システムの出力平準化
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24560345
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
桝川 重男 東京電機大学, 工学部, 教授 (70147461)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | インバータ / 太陽光発電 / 出力平準化 / 系統連系 / 高調波 / マルチステップ / 省エネルギー / 再生可能エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度では、開発したインバータを整流回路に発展させた。回路構成が簡単で、従来の24ステップ整流回路と同等の波形改善効果がある。その応用として、整流回路とDC-DCコンバータからなる、データセンターのサーバー用直流電源に利用することを試みた。
サーバー用直流電源の整流回路として、今回開発した整流回路は最適である。一方、DC-DCコンバータは、サーバー用直流電源の小型化に欠かせない。しかし、DC-DCコンバータに用いる高周波変圧器の汎用的な設計法が見当たらない。そこで、微増加比例法による高周波変圧器の設計法を検討し、周波数20kHZ、容量10kVA程度の高周波変圧器に対する基本的な設計法を作り上げた。この設計法は、実用的で工学的にも今後検討する価値の高いテーマである。
本研究では、大きく変動する太陽光発電の電力を平準化して、電力を無駄なく系統に供給する分散電源の開発を行った。これを実現するために、バッテリーと電気二重層コンデンサからなる平準化回路を開発した。さらに、太陽光発電の電力を系統へ供給するインバータとして、従来の24ステップインバータ（三相変圧器4台、スイッチング素子24個からなる）と同等の波形改善効果を有するインバータ（三相変圧器１台、出力の3%程度の単相変圧器１台、スイッチング素子12個からなる）を開発した。従来のインバータに比べて、変圧器の台数、スイッチング素子数を大幅に減らし、回路の小型化を実現している。
今後、これらを組み合わせた分散電源を検討する予定である。なお、最終年度で開発した24ステップハイブリッドダイオード整流回路は、交通システムや航空機の電源に利用することも可能であり、今後検討する必要がある。
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