Study on photovoltaic power generation system considering the installation condition on ships

考虑船舶安装条件的光伏发电系统研究

• 批准号: 22K04552
• 负责人: 新宅 英司
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04552/
• 关键词: 海上の日射強度; 全天日射; フィルム型太陽電池; 船体動揺; 曲面形状; 太陽光発電システム; フィルム型太陽電池モジュール; 船上環境; 日射照度; 計測システム

本研究の目的は，陸上とは異なる船上の設置環境において，垂直面，曲面に設置したフィルム型太陽電池の発電特性を推定し，発電電力を最大化する太陽光発電システムを計画する手法を確立することである。本研究では (a) 小電力・計装用途の固定式の独立型太陽光発電システム，(b) 可搬式の非常用シート型太陽光発電システム，(c) フィルム型太陽電池を居住区等の垂直壁面に設置する中規模の発電システムを対象としている。初年度である2022年度は(a)計装用途の小電力発電システムに関する研究を主に実施し，以下の成果が得られた。船上では(A)船舶の航行に伴い方位が変化し，(B)船体動揺の影響を受けて設置した日射計とその測定値は影響を受ける。まず，(A)に関連し，研究を実施するための基礎データとして，全天と東西南北の各方向で傾斜角90°を含む5方向から7方向の日射強度の日中変化を測定可能な計測装置を作成し，夏季から冬季にかけて日中の日射強度変化を記録した。この記録したデータを基にした研究の結果，計測した日射強度データのうち3方向のデータから直達成分，散乱成分，反射成分を推定し，任意の方向における日射強度を推定する手法を提案し，推定精度を示した（成果1）。次に(a)計装用途の小電力発電システムについて，３方向の日射強度と船舶の３軸方向の動揺を計測可能な，より小型化した計測システムを試作した。試作計測システムの屋外での検証試験により3日間連続で計測可能であることを確認した（成果2）。さらに船舶の2軸動揺が日射計の測定値を及ぼす影響を補償する手法を提案した。前述の成果1の計測データを利用して動揺影響の補償精度を明らかにした（成果3）。また，フィルム型太陽電池の曲面形状での発電特性について検討し，季節変化による太陽高度の影響を低減できる曲面形状を実験により見いだした（成果4）。

这项研究的目的是建立一种方法，用于估计在船舶安装环境中安装在垂直和弯曲表面上的薄膜型太阳能电池的发电特性，该太阳能电池与陆地上不同的膜和弯曲表面上，并计划最大化发电的太阳能发电系统。这项研究涵盖了（a）用于低功率和仪器目的的固定型独立太阳能发电系统，（b）便携式紧急板式太阳能发电系统，以及（c）中型发电系统，在该系统中，膜型太阳能电池安装在垂直墙壁上，在2022年第202亿美元的第一年（A）的垂直壁上（A）（A），我们的2022年仪器（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）（A）获得了。在船上（a）船舶行驶时的方向发生变化，（b）安装太阳能电表及其测量值受船摇动的影响。首先，相对于（a），作为进行研究的基本数据，一种能够在五到七个方向上测量太阳辐射强度的日常变化的测量装置，包括在每个方向上，东到西，西部和南北的倾斜角度，并创建了从夏季到夏季冬季的日期变化。基于此记录的数据的研究结果，我们提出了一种方法来估计直接成就，散射组件和反射性成分从数据的三个方向上的三个方向上的数据估算，并估算任何方向上的太阳辐射强度，显示估计的准确性（结果1）。接下来，对于（a）用于仪器目的的天花生成系统，我们创建了一个更紧凑的测量系统，可以在三个方向上测量太阳辐射强度，并沿船的三轴方向摇动。我们确认可以通过户外验证测试连续三天测量原型测量系统（结果2）。此外，提出了一种方法来补偿两轴摇动对具有太阳能电表测量的容器的影响。上述结果1的测量数据用于阐明摇动作用的补偿准确性（结果3）。此外，我们研究了具有弯曲表面形状的膜型太阳能电池的发电特性，并发现实验可降低由于季节性变化而导致的太阳高度的影响（结果4）。