学科紹介

エネルギー・環境

平田 陽一教授の紹介

平田 陽一准教授
平田 陽一教授ひらた よういち(Youichi HIRATA)

→平田研究室ホームページはこちら

研究テーマ

  • ・I-Vカーブ簡易取得システムによる太陽電池の故障診断機能
  • ・波長変換素子を適用した太陽電池の変換効率の向上評価
  • ・輻射シートによる太陽電池裏面からの放熱効果

研究キーワード

・太陽光発電システム ・エネルギー変換 ・太陽光エネルギー

研究概略

石油はエネルギーとして使えるだけでなく、さまざまな製品にもなる人類の貴重な資源です。
これに代わる太陽、風力、バイオマスなど新エネルギーの普及にスピードが求められています。
太陽光発電は、場所に殆ど縛られない地球にやさしい電気エネルギーで、その普及スピードからより信頼性の向上が求められるようになりました。

詳細内容

10kWパワーコンディショナの内部10kWパワーコンディショナの内部
I-Vカーブ簡易取得システムによる太陽電池モジュールストリングの故障診断

太陽電池モジュールが寿命20年と言われている。本研究では、太陽電池アレイが発電に使用されていない発電開始・停止時などを利用し、その時に2つの領域からI-V特性を取得し、回路シミュレーションソフトを用いた電気的診断を行い、早期発見に役立てる。

波長変換素子を用いた太陽電池モジュールの変換効率の向上に関する評価

紫色や赤色の波長変換素子を用いて、発電に寄与する度合いの低い光を感度の強い波長の光に変換し、変換効率向上を意図する。

輻射シートによる太陽電池裏面からの放熱効果

太陽電池パネルは日射強度が強い方が、より発電量が増える一方で、温度上昇による出力低下が避けられない。結晶系太陽電池は温度上昇に弱く、10℃上昇で4%も出力が低下する。そこで、裏面に放熱効果を意図した輻射シートを貼り、貼っていないものを基準として、その効果を比較する。

太陽電池モジュール故障の画像による検出

A社の調査した中古品の一例
太陽電池に電圧を印加することで、半導体である太陽電池はLEDと同じ構造なので、微弱な赤外光を照射します。逆に、シリコンにクラックが入ったり、電極が断線していたり、何らかの理由で通電されない部分は、赤外光の微弱光は放射されず黒いままとなる。これにより、セルの電流の流れにムラが生じると確認できるため、最初は問題なかったとしても、年を経て故障が起きることが判定できます。

赤外線カメラによる中古品太陽電池の赤外線写真の一例

正常な太陽電池正常な太陽電池
一部通電ムラが観測される太陽電池一部通電ムラが観測される太陽電池

研究室の様子

波長変換素子を用いた太陽電池の出力特性

波長変換素子を適用した太陽電池モジュールの出力特性に関する研究です。

正常な太陽電池

屋上には、劣化太陽電池など各種太陽電池の暴露試験が行われています。

各種太陽電池の暴露試験
計測測定
計測測定

屋上にある計測対象を研究室で制御し測定するため、遠隔操作の設定がよく行われます。

グループワーク
グループワーク

グループワークが多い研究室です。屋上からの八ヶ岳も見守ってくれています。