著者

福島 志斗

出版者

松江工業高等専門学校

雑誌

奨励研究

巻号頁・発行日

2010

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本研究では、通常の太陽光発電に用いる太陽電池モジュールが発電効率の低下をまねく原因の一つであり、日光によるモジュール温度上昇を抑えることで発電効率の向上が可能であるか検討を行った。同時に、温度差を電気エネルギーに変換可能なペルチェ素子を併用し、冷却時の温度差を電気エネルギーに変換することで太陽エネルギーの効率的なエネルギー変換システムについての検討を目的として実験を行った。実験の結果、製作した実験装置で冷却に水道水を用いて冷却した場合、日光において10[℃]程度の冷却効果が実現できているため、発電電力全体の約4[%]を改善することが可能であると考えられる,また、この際に15[mW]とわずかではあるがペルチェ素子による発電を確認することができた。その後、夏場70[℃]程度まで上昇する太陽電池モジュールを再現するため、人工光源を使用して90[℃]程度まで温度を上昇させて実験を行った結果、ペルチェ素子により最大で240[mW]程度まで発電し、太陽電池モジュールの発電効率の改善も同様に4[%]程度確認することができた。これらの実験には、200[mm]四方の単結晶化型太陽電池モジュールを用いた。これらの実験により、太陽電池モジュールを冷却し発電効率の改善を図ることが可能であり、冷却時にペルチェ素子を介することで更なる電気エネルギーへの変換が可能であると言える。また、冷却水を循環させることで温水器としての利用も考えられる。この実験を通し、太陽電池モジュールの発電量や背面温度の測定方法を、本校にて卒業研究を行っている学生に対して実物を用いて測定方法の指導することができ、実験装置の教育効果としての役割も果たすことができた。

著者

福島 志斗 福間 眞澄 岸田 悟 李 相錫 吉野 勝美

出版者

一般社団法人 電気設備学会

雑誌

電気設備学会 論文誌 (ISSN:24334472)

巻号頁・発行日

vol.38, no.3, pp.17-22, 2018 (Released:2018-09-11)

参考文献数

5

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We develop a power supply that can repeatedly charge and discharge for a renewable energy by using the electric double layer capacitor (EDLC) and a photovoltaic module. We also fabricate the EDLC (charcoal EDLC) for the power supply, which is made of a charcoal and a water-based electrolyte. The charcoal EDLC has a high-safety performance due to the structure of incombustibility and the resistance to the invasion of the water. We fabricate an outdoor lighting system by using the charcoal EDLC and investigate the problems for the long-term operation. The outdoor light system is constructed with the charcoal EDLC (60 Wh), the photovoltaic module (60 W), the LED light device (6 W) and our original control circuit. The results of demonstration experiments show that the developed outdoor light system operates as a power supply for a LED light device in the nighttime in a high efficiency. It is confirmed that the system operates for a long time, but the results also show that there are problems such as incomplete charcoal EDLC sealing and electric resistance rise due to electric terminal corrosion from the test results for 2 years and 4 months after installation.

著者

福間 眞澄 内田 孝幸 福島 志斗 小川 仁一 吉野 勝美

出版者

一般社団法人 電気学会

雑誌

電気学会論文誌A(基礎・材料・共通部門誌) (ISSN:03854205)

巻号頁・発行日

vol.134, no.5, pp.299-306, 2014 (Released:2014-05-01)

参考文献数

16

被引用文献数

3 3

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The electric double layer capacitor (EDLC) electrode is made of carbonized and activated materials. The material surface and electrical characteristics of carbon materials produced from low cost organic materials were examined. First, a cotton cloth was carbonized and activated, and its optimal time and temperature of carbonization and activation processing were examined. And, its surface area, pore volume and pore size distributions were analyzed. Second, activated carbons were applied to the electrodes of 1Wh class EDLC cell with water electrolyte solution. The capacitances and internal resistances of the assembled EDLC cell were measured by a charge and discharge circuit using constant voltage source. And, the charge and discharge cycle test was performed on these assembled EDLC cells under practical use condition. As a result, EDLC cells using the activated carbon with large surface area of 1300m2/g showed the high density of capacitance 0.5-1.1F/cm2. The internal resistances of EDLC cells were less than 0.34W. It was also found that the EDLC cells had no deterioration in the charge and discharge cycle test under practical condition. It shows that the activated carbon made of cotton cloth contributes to the low cost and safety electrode of an EDLC.