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小規模の太陽光発電システムに関する研究
森田圭介
砂辺直也
1.はじめに
逸見次郎(崇城大学)
出力は 36.4[Ｗ]。これに対して制御点の出力は 34.2[Ｗ]
社会活動が活発化する中で豊かさを享受してきた代
と約 0.6%のずれが見られた。
償に、地球温暖化と共に化石資源の枯渇を招きつつあ
表１
適用負荷
る。このような状況の中で、エネルギーと地球環境を
解くために、環境負荷の少ない新エネルギーが期待さ
負荷
定常(始動)電流[A]
消費電力［Ｗ］
れている。新エネルギーには太陽光、風力、バイオマ
ノートパソコン
0,6
(1.0)
約 45～約 63
ス、小水力発電などがある。中でも太陽光発電は様々
15 型液晶ﾃﾚﾋﾞ
0,6
(0.6)
約 40～約 50
な場所への適用が可能であり、小規模でも簡単に設置
オーディオ
0,3
(0.6)
約 31～約 36
できるなどから普及化が進み、今後も需要の拡大が見
携帯電話
0,3
(0.6)
約 28
込まれている。しかし、補助金制度が打ち切られたこ
蛍光灯
0,3
(0.6)
約 30
とによって、導入に赤信号が点灯しつつある。太陽光
発電は温暖化防止とエネルギー確保の観点から、我々
しかし、日射量が増加するにつれて、モジュールの最
はベランダや物干し場などに広げて発電できる小規模
大出力点と制御点とのずれは 0.1%以内に抑えられて
なシステム開発を行っている。今回は、小規模システ
いる。
ムの回路構成と運転制御特性ついて検討したので報告
36.4Ｗ
します。
2.システム構成と適用負荷
図 1 は小規模型のシステムの構成図である。太陽電
池にはフィルム状アモルファスモジュールを用い、補
助電源にメンテナンスフリーのバッテリー（12V、5Ah）、
およびインバータから構成されている。発電容量は
100[Ｗ]を 1 つのシステムとしているので、1 単位のシ
ステムとして用いる場合には使用できる負荷に表１に
(a) 600[w/m²]
示すように制限を設けている。
Solar
Inver
module
ter
C.C
module
Load
約 70[Ｗ]
15.5[V]
Battery
(b)
4.5[A]
800[w/m²]
４．運転特性
図１
システム構成図
3.制御特性
図２は、電圧一定制御を行なった場合の動作点の推
移を見たものである。日射量 600[w/m²]における最大
図３(a)に小規模太陽光発電システムの外観を、(b)には
インバータの出力電圧波形例を示した。インバータの出力電
圧は方形波で１００[Ｖ]、６０[Ｈｚ]を出力している。
(c) 1000[w/m²]
図２
日射量が変化した場合の動作点
（a）蛍光灯の電流波形
(a) 外観
(b)扇風機の電流波形
図４ 各負荷の出力電流波形例
では1%前後に達するが、それ以上の日射域ではほ
ぼ0とみなせる。また、適用負荷に対して良好な低
電圧特性が得られた。
今回はフィルム状太陽電池を用いて軽量化と安全
性などについて検討していく予定である。
参考文献
(b)インバータの出力電圧波形例
図３
小規模太陽光発電システム
図４は各負荷の始動時および定常時における出力電
流波形を示したものである。(a)の蛍光灯負荷の場合、
（１） 森田、他「ポータブル型太陽光発電システ
ムの開発」 平成19年度電気関係学会九州
渋大会No.05-2A-06(2007)
（２） 森田、他「ポータブル型太陽光発電システ
放電開始の電流は 0.6[A]で 0.3 秒後に放電し、0.4[A]
ムの開発(Ⅱ)」太陽／風力エネルギー学会
の定常電流に達している。また、(b)の扇風機では、始
講演論文集No.82,pp349-352(2007)
動電流のピーク値は 0.45[A]で約 1/100 秒後に定常電
問い合わせ
流に達する。
崇城大学情報学部ＣＳＴ学科
E-mail:[email protected]
５．まとめ
電圧一定制御における基準点からのずれは低日射域
逸見次郎