パワーエレクトロニクス×クリーンエネルギー

       
    • クリーンエネルギーの有効利用

      近年,世界的な人口増加に伴う天然資源の枯渇や,多発する自然災害による電力網の麻痺などのニュースを 多く目にするようになりました.今後は資源枯渇や災害に起因する大規模な停電などに備え,一般住宅など で小規模な発電を行う分散型発電を普及させることが重要です.そこで,太陽光・風力・潮力・熱などのク リーンエネルギーを電気に変換するシステムの研究開発を行っています.

    • クリーンエネルギーの有効利用

      近年,世界的な人口増加に伴う天然資源の枯渇や,多発する自然災害による電力網の麻痺などのニュースを 多く目にするようになりました.今後は資源枯渇や災害に起因する大規模な停電などに備え,一般住宅など で小規模な発電を行う分散型発電を普及させることが重要です.そこで,太陽光・風力・潮力・熱などのク リーンエネルギーを電気に変換するシステムの研究開発を行っています.

    • クリーンエネルギーの有効利用

      近年,世界的な人口増加に伴う天然資源の枯渇や,多発する自然災害による電力網の麻痺などのニュースを 多く目にするようになりました.今後は資源枯渇や災害に起因する大規模な停電などに備え,一般住宅など で小規模な発電を行う分散型発電を普及させることが重要です.そこで,太陽光・風力・潮力・熱などのク リーンエネルギーを電気に変換するシステムの研究開発を行っています.

    • クリーンエネルギーの有効利用

      近年,世界的な人口増加に伴う天然資源の枯渇や,多発する自然災害による電力網の麻痺などのニュースを 多く目にするようになりました.今後は資源枯渇や災害に起因する大規模な停電などに備え,一般住宅など で小規模な発電を行う分散型発電を普及させることが重要です.そこで,太陽光・風力・潮力・熱などのク リーンエネルギーを電気に変換するシステムの研究開発を行っています.

    研究テーマ

    熱発電システム

    エネルギーハーベスティングデバイスが普及しつつある今日において,エネルギーの有効利用の観点から, デバイスに接続するDC-DCコンバータの開発をすすめておくことは重要です.そこで,熱電用DC-DCコン バータの研究開発を行っています.既存の熱電用電力変換回路のすべては,数ミリワット程度の微小電力 向けのものです.本研究では,出力電力が数ワットに達する中電力用途の熱電池に接続する電力変換回路 の開発を行っています.

    太陽光発電システム

    太陽電池から最大電力を取り出すためには,DC-DCコンバータを用いて,電源と負荷の電力整合を行う 必要があります.本研究では,DC-DCコンバータを用いて,太陽電池から最大電力を取り出し,負荷や バッテリー等へ効率よく電力供給するための新回路方式や新制御アルゴリズムの開発を行っています. また,DC-ACインバータを用いた直流交流電力変換機能を備えた,電力コンディショニングについても 研究を行っています.

    次世代スイッチングデバイスを有する電力変換回路の実装解析

    GaNスイッチングデバイスは,産業分野に広く普及している既存のSi系スイッチングデバイスと比較 して,小型かつ高周波動作が可能な次世代スイッチングデバイスです.本研究では,GaNスイッチング デバイスを搭載した電力変換回路の設計開発を通じて,技術応用と回路理論の発展を目指します. 掲載写真は,当研究室で設計開発したGaNスイッチング回路です.

    ミススイッチングの影響解明と回路設計ツールの開発

    高周波数帯で動作する電力変換回路には,浮遊容量や浮遊インダクタンスの影響によるスイッチング ノイズや制御回路中の信号伝達時間の遅れによるスイッチング動作遅れなど,ミススイッチングが生 じ,電流・電圧波形に予期せぬ影響が及ぼされる場合があります.本研究ではミススイッチングの影 響を解明し,それらを踏まえた回路設計ツールの開発を目指しています.

    環境変化にレジリエントな電力変換回路の開発

    クリーンデバイスの多くは,環境変化に伴い発電量が時々刻々と変化します.例えば,太陽光パネルの 一部に影がかかる場合などは,その典型例です.本研究は,非線形理論を応用した安定化制御によって, 電力変換回路の動作安定度向上を図り,発電環境変化時のクリーンデバイスの出力電力変動に柔軟に 対応可能な自己回復力を具備する(環境変化にレジリエントな)電力変換回路の開発を行っています.   

    ユーザーフレンドリーな安定性解析手法の提案

    電力変換回路は,スイッチング動作に伴い回路方程式が不連続に切り替わります.また,走行中の 電車の剛体架線とパンタグラフは,衝突に伴う跳躍現象の影響で運動方程式が不連続に切り替わり, 給電に影響が及ぼされています.本研究では,これらのシステムへ適用可能な汎用的安定性解析手 法を提案し,システムの最適パラメータ設計を行っています.