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大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気電子システム工学分野 マルチメデイアネットワーク研究グループ 勝山 豊

無人ﾓﾆﾀｰ可能な高効率風力・太陽光発電システム. 内容. 1. 背景・目的. 2. 電力モニターシステム. 3. 高効率風力発電機. 大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気電子システム工学分野 マルチメデイアネットワーク研究グループ 勝山 豊. 目的. 1 ．エネルギー問題. －環境問題 : ゼロエミッション. 風力･太陽光発電. 2 ．自然エネルギー. －風力と太陽光の組み合わせ. 発電量の時間的相補効果. －僻地への設置. 無人化. 本システムの目的. 無人管理：遠隔モニター SSI(Self-Support Inteligent) 化

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Presentation Transcript

  1. 無人ﾓﾆﾀｰ可能な高効率風力・太陽光発電システム無人ﾓﾆﾀｰ可能な高効率風力・太陽光発電システム 内容 1. 背景・目的 2. 電力モニターシステム 3. 高効率風力発電機 大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気電子システム工学分野 マルチメデイアネットワーク研究グループ 勝山 豊

  2. 目的 1．エネルギー問題 －環境問題:ゼロエミッション 風力･太陽光発電 2．自然エネルギー －風力と太陽光の組み合わせ 発電量の時間的相補効果 －僻地への設置 無人化 本システムの目的 無人管理：遠隔モニター SSI(Self-Support Inteligent)化 高効率化：風力発電機

  3. 電気電子システム工学分野 電気システム大講座 通信システム大講座 －マルチメデイア ネットワーク －光電波システム及び 情報通信 －知的情報通信 －モータドライブ －電力システム －電気システム制御

  4. 構築した発電系 －風力発電機と太陽光発電機を2組屋上に設置 －実験系として使用

  5. 発電量のモニターシステム 風力発電機 太陽電池 データ保存用サーバ 風力計 照度計 電力計 処理端末 電圧計 一般端末 発電モニター現場 遠隔・僻地

  6. 発電量のモニター画面 クリックで 拡大 太陽光 発電 累積値 太陽光発電 瞬時値 風力発電 瞬時値 風力 発電 累積値

  7. ・ ・ ・ ・ ・ ・ AC SC システムの分散サーバ構成 利用者 ｻｰﾊﾞ間 ﾈｯﾄﾜｰｸ ｸﾗｲｱﾝﾄ ローカルサーバ ISDN ｳｴﾌﾞ ブラウザ ローカルサーバ センターサーバ ウエブサーバ ウエブサーバ HTML 変換 ﾌｧｲﾙサーバ HTML変換 ローカルAP センターAP ローカルIF ﾛｰｶﾙ DB システムIF 検索･更新 検索･更新 ｾﾝﾀｰ DB ローカル管理 M. システム管理 M. ﾛｰｶﾙ処理 M. システム処理 M. ｱﾌﾟﾘｹｰｼｮﾝ M. 処理端末 測定ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ 計算ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑ 測定器 AC: Active Component SC: Static Component IF: Interface サーバ AP(application)

  8. 遠隔測定・計算システムの構成 センターサーバ 遠隔クライアント (1).ｳｴﾌﾞｻｰﾊﾞへアクセス AP ウエブ サーバ ウエブ ブラウザ ウエブ ブラウザ (8).DBへ データ転送 DB AC AC (2).ACのﾀﾞｳﾝﾛｰﾄﾞ (3).処理要求 の送信 ウエブ 処理クライアント (5).ﾒｯｾｰｼﾞの送信 (7).データ転送 データ転送 プログラム 測定・計算 用SC クライアント間の 直接通信 (4).ﾌﾟﾛｸﾞﾗﾑの開始 (6).転送開始 測定プログラム GP-IB 測定器 発電機 計算プログラム AC:Active Component, SC:Static Component

  9. 発電量のモニターシステム 風力発電機 太陽電池 データ保存用サーバ 風力計 照度計 SC 電力計 AC 処理端末 電圧計 一般端末 発電モニター現場 遠隔・僻地

  10. 測定プログラムの構成 処理端末 測定 プログラム 一般端末 SC AC 測定条件 測定 プログラム の制御 一時ファイル 測定器 初期化 電力計 測定条件 測定 グラフ表示 データ送信 一時ファイル 同期データ 取得 繰り返し 測定 データ出力 オンライン表示 リアルタイム化

  11. 発電モニターシステム構成と機能

  12. 最大出力制御 風力発電機 １．高効率発電機 　　高効率発電を実現するため永久磁石発電機を用いる ２．最大出力制御 　　風車からの出力が最大となるように発電機トルクを最適に制御する ３．最大効率制御 　　発電機効率が最大となるように電流ベクトルを最適に制御する １．高効率 　　発電機 Vw Pw Pe Pg PMSG PWM コンバータ 負荷 ギア vu vv vw id , iq Vw T* 最大効率制御 電流制御 id*, iq* ３．発電機の 損失を最小 ２．風車の出力 を最大

  13. 検討した発電機仕様 永久磁石 提案構造 従来構造 (a) 表面磁石型(SPM) (b) 埋込磁石型(IPM) 永久磁石同期発電機のロータ構造

  14. 最大出力制御 風速に対して風車の出力が最大になるような点（●印）が存在する 不安定 領域 最大出力を発生する条件 KT , KN : 風車で定まる 定数 最適トルク 最適回転数 風車出力が最大になるポイント（ ●印）をトラッキングする

  15. 一般の制御（　　　　）と最大効率制御（　　　　）の比較一般の制御（　　　　）と最大効率制御（　　　　）の比較 最大効率制御 最大効率制御の効果： 　発電効率向上の分、大きな発電出力が得られる 効率-回転数特性 出力-回転数特性

  16. まとめ 1.モニターシステム プロトタイプ作成、動作確認 システム構成、ソフトウエア開示可能 2.高効率風力発電機 高効率な発電機構造の提案と制御システムの確認 発電機構造と制御法の開示可能

  17. 無人ﾓﾆﾀｰ可能な高効率風力・太陽光発電システム無人ﾓﾆﾀｰ可能な高効率風力・太陽光発電システム ご清聴ありがとうございました。 大阪府立大学 大学院 工学研究科 電気電子システム工学分野 マルチメデイアネットワーク研究グループ 勝山 豊

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