丹保 豊和

村田 和範

University of Toyama Repository

76 太陽追尾裂光電熱電ハイブリッド発電システムの開発研究代表者理工学研究部（工学）丹保豊和研究員 村田和範。はじめに近年、世界的に環境エネルギーを利用した発電に注目が集まっている。環境エネルギーの種類としては、光（太揚光）、熱、風、水や物体の位置エネノレギー、音、振動などがある。特に、これらの中で太陽光エネルギーを利用した太陽光発電の研究開発及び普及が積極的に進められている。我々は、これらの環境エネルギーの中で、も太陽光エネルギーを高効率に収集し、電気に変換することに主眼を置いて研究に取り組んでいる。このテーマへのアプローチの方法として、太陽電池などの変換素子の改良ではなく光センサを用いた太陽光追尾による太陽光エネルギーの高効率変換を考えている。しかし、現在一般的に普及している Si系太陽電池では太陽光の全波長域のエネルギーを利用できていなし、。そこで、我々は全波長領域の太陽光エネルギーを高効率に利用するために太陽電池と熱電素子のハイブリッド発電システムの構築を目指している。本稿で、は①太陽光エネノレギーの高効率収集のために太陽光追患の信頼性向上、及び②太陽電池と熱電素子のハイブリッド発電システムの構築のための基礎的な検討の中でも、特に赤外線反射フィルムによる太陽電池の発電電力への影響について報告するO0太陽光追尾に用いる 5PD (Photo-Diode）光センサの改良レンズなどを使って太陽光を集光して熱電発電を行う場合、太陽光エネルギーを効率よく集めるには太陽の正面に向くように追尾出来なければならない。しかし、現在使用している5PDセンサは最大で約 3度の誤差がある。そこで今回太陽光追尾の信頼性向上のために、ゲイン調整可能な I-V変換回路を新たに作製した回路を図1に示す。以前の回路からの主な変更点の1つ自として電子部品をスノレーホールタイプから表閥実装タイプに変更した。これによってプリント基抜の小型化（プジント基板間積約 2割減）を実現した。 2つ自は電流電圧変換利得を調整できるように半協定抵抗（ 1 k Q）を追加した。この追加によってセンサの設置誤差やフォトダイオードの特性のばらつきによる誤差などの微調整が出来るようになる。関2に新たに作製した 1-V変換回路を搭載した5PD光センサの太陽追尾性能（方位、高度）を示す。性能評価のため太陽軌道計算による追尾の結果と比較した。測定結果から高度、÷15V 迫 "' r酌GND -151/ GND 図1 変換手!J得調整可能なI-V変換の回路図とプリント基板に実装した回路の誤差に収まっていることがわかった。また太陽が叩一軌道主計簿一一遊主主〈高度〉四一教i重計算明一途E霊（Jj｛＿立）一一SO{光霊）6 ?????????s 7 45 35 麗 25夜15 方位ともに約1度程度（平均約 0.8度）雲（太陽の位置が視認、できるくらし、）に隠れて（午前日：36ごろ）フォトダイオードの出力が下がっているところがあるが、改良前の回路では追尾誤差が大きくなったが（5度以上）今回作製した回路では大きな誤差を生じることなく追尾できている。これらのことから卜V変換回路の改良によって 5PDによる太陽光追尾の信頼性が向上した。 改良した5PDセンサーによる追毘性能0 赤外線反射フィルムによる太陽電池の発電電力への影響我々は太陽光発電と熱電発電のハイブリッド発電システムのひとつの案として赤外線反射フィルム（可視光透過）を張ったフィルム状の太陽光パネルを放物面状にし、赤外線を集光させることを考えている。すなわち、可視光を太陽光発電に利用し、赤外線で熱電発電を行うことを検討している。そこで最初に太陽光パネノレに赤外線反射フィルムを張ったとき、パネルの発電電力がどの程度影響を受けるか検討した。~3 に赤外線フィノレムなしと張った場合との太陽光パネノレの発議量の違いを示す。今回使用した赤外線反射フィノレムは帝人社製のレフテルZC-06T（可視光透過率約 80%、赤外線反射率約 74%）である。赤外線反射フィルムあり、なしのときにおいて、それぞれの積算発電量からフィルムを張つである場合の損失割合を見積もってみた。その結果は、赤外線反射フィルムが張つであると約 30%の霞カ損失で、あった。曲一霊童カ〈フィルムなし〉叩吋除電車：;tJ( "7-i舟ムあ勺〉明白血光量量〈フィ Fレムあ＇））田町田光量監〈フィルムなし〉図3 赤外線反射フィルムによる太陽霊池の発電電力への影響? ｝ ? ? ???事＂’ 必0 300 6 -' 100 200 時間I分1図220 －補一一5 。。~ 15 ' 4完 i電磁 10 25 77 0今後の課題今年度までの取り組みで太陽光発電及び熱電発電の個々のシステム（発電から充電まで）の完成度は上がってきている。そして、太陽追尾型光電熱電発電ハイブリッド発電システムの検討にも入った。今後は、検討したシステムの問題点を洗い出し、ハイブリッドシステムの試作、検証を行ってし、く予定である。

太陽追尾型光電熱電ハイブリッド発電システムの開発

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太陽追尾型光電熱電ハイブリッド発電システムの開発

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