故障しにくく尚且つ故障後も安全を確保できる太陽光発電システムの安全技術開発

开发太阳能发电系统的安全技术，降低发生故障的可能性，并在发生故障后确保安全。

• 批准号: 21H01580
• 负责人: 濱田 俊之
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Osaka Electro-Communication University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01580/
• 关键词: 太陽光発電; 故障; 火災; 感電事故; バイパスダイオード; 太陽光発電システム（PVS）; バイパスダイオード（BPD）; 安全; ラピッドシャットダウン

本研究では、太陽光発電システム(PVS)の安全性を向上させる研究として以下の研究を実施した。バイパスダイオード(BPD)の耐久性向上に関する研究として、PVモジュール内のBPDが故障すると故障したBPDが発火・焼損の危険性がある。そこで本年度はBPD故障のリスク低減を目的として、『故障したBPDを抱えた状態でPVSが発電運転した際の故障BPDの電気的特性と発熱の関係（濱田）』、 『短絡故障したBPDの温度分布再現する温度モデルの構築（南野）』、『故障BPDのIV特性から故障状態をいくつかのカテゴリーへ分類化（桶）』、『故障BPDを接続した模擬PVアレイを用いて故障個所に部分影が生じた場合にPV出力特性に及ぼす影響の検証（桶）』、『BPD材料の長期動作耐久性試験の実施（濱田）』を実施した。次に、PVS設備内アークの自動検知技術の開発として、PVS内で生じる直流アークにより生じるAE（Acostic Emission）信号の検出するための、試験環境の構築と準備を実施した（濱田・藤井）。既設PVSにも導入可能なPVSの電気安全システムの開発として、PVS用感電防止システムの製作及び実用化に耐えうるか、PVSの運転環境を模擬した状態で耐久性試験を検証する試験を行った（濱田・石倉）。また、提案システムが商用電源の停電時に自立運転モードに移行しても運用可能な改良システムの製作を実施した（濱田・石倉）。最後に、当初の予定には計上していなかったが、PVSの更なる安全性を高める研究への展開も本採択課題における重要課題であることから、新たに『太陽電池モジュールの開放故障およびクラスタ脱落の原因調査（藤井）』、『老朽化PVSのリユースのための太陽電池モジュールの修繕と評価（藤井）』、『機械学習を用いた太陽電池モジュールのホットスポット判定モデルの構築（南野・石倉）』も実施した。

This study is aimed at improving the safety of solar photovoltaic systems (PVS). Research on durability of BPD in PV system; failure of BPD in PV system; fire hazard of BPD. For this year, we will focus on reducing BPD failure, PVS failure BPD electrical characteristics and heat transfer relationship (Hamada), short-circuit failure BPD temperature distribution reproduction temperature structure (NANO), BPD failure IV characteristics classification (bucket),"Failure of BPD connection to simulate PV failure,""Failure of BPD part to affect the occurrence of PV output characteristics and impact of the test (barrel),""BPD material long-term operation durability test implementation (Hamada)" Next, the development of automatic detection technology in PVS equipment, the detection of AE (Acostic Emission) signals generated in PVS equipment, and the preparation of test environment construction (Hamada Fujii) The development of electrical safety systems for PVS, the manufacture and application of electrical safety systems for PVS, and the simulation of operating environments for PVS and the testing of durability tests were conducted (Hamada and Ishikura). This proposal was implemented in the case of a commercial power outage, and it was possible to improve the production of the system.(Hamada Ishikura) Finally, the initial plan to improve the safety of PVS, the development of research and development of this research project, important issues, new research "solar cell open failure and the cause of falling off (Fujii),""aging PVS return to the solar cell repair and evaluation (Fujii),""Mechanical learning in the middle of the solar cell" to determine the structure of the "(Nanno·Ishikura)" to implement

项目成果

Proposal of Coupled Model Using Current FB to Reproduce the Temperature Distribution of PV Cells with Hot-Spot

使用电流 FB 再现热点光伏电池温度分布的耦合模型的建议

• DOI: 10.24632/jses.47.6_69
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Solar Energy Society
• 作者: 河﨑 巧真;山本 稜之;和木 大祐;濱田 俊之;南野 郁夫
• 通讯作者: 南野 郁夫

電極抵抗パラメータを組み込んだ宇宙用太陽電池の熱暴走抑制制御シミュレーション

考虑电极电阻参数的空间太阳能电池热失控抑制控制仿真

• 发表时间: 2021
• 作者: 村井和弥;野坂龍之介;南野郁夫;中村徹哉
• 通讯作者: 中村徹哉

太陽電池モジュールのBPD故障においてBPDの故障抵抗値が焼損リスクに与える影響

BPD失效电阻值对太阳能电池组件BPD失效烧毁风险的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Miyake;H.;K. Irikura;H. Fujiwara;N. Morikawa;T. Maeda;A. Iwaki;and A. Pitarka;本間裕大;Aiko Sakurai，Yoshiyuki Murayama，Takeshi Sato and Takashi Oda;高橋啓他;米田有希・雨宮護;地元孝輔;益子凌雅，西本哲也;東知希，濱田俊之，南野郁夫，藤井雅之，平田拓也，桶真一郎，石倉規雄
• 通讯作者: 東知希，濱田俊之，南野郁夫，藤井雅之，平田拓也，桶真一郎，石倉規雄

太陽光発電システムのロジスティック回帰による 機械学習を用いた異常検出

使用机器学习进行太阳能发电系统的逻辑回归异常检测

• 发表时间: 2021
• 作者: 本池竜也;石倉規雄
• 通讯作者: 石倉規雄

Development of Electric Shock Prevention Systems for Photovoltaic Solar Systems using Electromagnetic Relay

利用电磁继电器开发光伏太阳能系统防触电系统

• DOI: 10.1109/pvsc43889.2021.9518727
• 发表时间: 2021
• 期刊: Proceedings of 2021 IEEE 48th Photovoltaic Specialists Conference (PVSC)
• 作者: Hamada Toshiyuki;Yoneda Shinnosuke;Nakamoto Kenta;Okamoto Masayuki
• 通讯作者: Okamoto Masayuki