成果報告書詳細
管理番号20170000000028
タイトル平成25年度ー平成27年度成果報告書 太陽光発電多用途化実証プロジェクト/太陽光発電多用途化実証事業/強度の弱い畜舎向け軽量発電システム開発
公開日2017/3/31
報告書年度2013 - 2015
委託先名株式会社オルテナジー 旭硝子株式会社
プロジェクト番号P13008
部署名新エネルギー部
和文要約軽量架台の開発については、株式会社オルテナジーにおいて、架台材料としてはアルミニウムを主要素材としつつ、更なる軽量化、コストダウン、腐食防止、強度確保などの観点から部材レベルでの素材検討を実施した。縦桟下部への樹脂使用、棟頂金具のめっき鋼板使用などである。また、屋根面及びパネル面への風荷重については、屋根面無加工の設置工法である「シンプル・レイ」工法を採用した場合に、風負荷が大きくなる位置及び必要強度を把握した。 また、再委託先である東海大学においては、風洞試験および流体解析を補完するための解析を行った。加えて、塩水噴霧試験(最大300サイクル)において軽量架台の異種金属接触部の強度試験を行い、必要強度を維持していることを確認した。これらの研究成果に基づき、本実証事業の命題である軽量架台開発を完了した。架台設置方法の開発については、屋根形状、地域特性(積雪状況、風況等)、利用形態(牛舎、豚舎、鶏舎等)に応じて、国内の5箇所の既存畜舎を選定・設置を完了した。各実証サイトに計測機器を設置し、発電量などのデータを計測した結果、想定シミュレーションと大きな乖離がないことを確認した。旭硝子株式会社においては、耐アンモニアガス性を有する軽量太陽電池モジュールの開発、耐アンモニアガス性と有する軽量太陽電池モジュールの開発として、バックシートのアンモニア耐食性検証、アルミフレームと固定ネジとの耐食性検証、開発モジュールの実証サイトへの設置を行った。アンモニア加速試験においては大きな出力低下が起こらない事を確認し、畜舎屋根に設置したモジュールを検証した結果、試験体のうち一部のモジュールのバックシートに亀裂が見られ、出力低下や湿潤漏れ電流試験において基準を下回るものもあったが、既存モジュールに使用されているバックシートは本実証事業において設定した基準を満たしていることを確認した。そして、コストダウン及び発電量向上の検討として、融雪システムの検証、融雪システムの実証サイトへの設置を行った。融雪システムの検証については、山形県の12.6kWシステムに搭載し、雪を溶かせることが確認した。そして既に普及段階にある地上設置型太陽光発電事業(10kW及び50kW規模)と同等の発電コストを実現するための太陽光発電システムのコストダウン化については、目標としていた10kWおよび50kWクラスにおいて概ね目標発電コストを達成した。
英文要約The main objective of this project is to develop a lightweight solar electric system in order to expand its application to an undevleped field, the buildings for livestocks. Altenergy, known as its construction method “simple lay” developed the best racks for the lightweight solar electric system. The most appropriate material had to be chosen in accordance with the weight, intensity, strength, workability, corrosion resistance (especially ammonium), and cost. By comparing light materials just as aluminum and FRP (fiber reinforced plastic) with steel, aluminum worked the best for the purpose in terms of weight and cost. Because of its weight of the material, altenergy conducted a wind-tunnel experiment to understand the wind pressure distribution for the development of the racks with wind pressure resistance. Also, altenergy did some back research on the result of the experiment and it’s called “CFD”, acronym for “Computer Flow Dynamics”, a complementary research on wind pressure, carried out by a company named NuFD and Tokai University. Furthermore, the lightweight racks passed a 300 CCT (Cyclic Corrosion Tester), salt spray testing, and based on these results, altenergy completed the development of lightweight mounting system. For the actual demonstration, five domestic livestock barns were selected in accordance with the roof shape, regional characteristics such as snow accumulation and wind velocity, and the kinds of barns whether it’s for cows, pigs, or birds. Meanwhile, Asahi Glass Company performed a series of ammonia corrosion-resistant test of the lightweight solar back sheet, the aluminum frames, and the screw bolts being used, and the most appropriate specifications were determined based on the result. The solar panels with new specification were manufactured and installed on the roofs of the five livestock barns. Deterioration was inspected on one kind of the mounted solar back sheets but the solar back sheet used in the existing lightweight solar panels was satisfactory and could be fully used on the roof of livestock buildings. For further experiment, a snow-melting system was examined and developed, and found to be effective as a part of improvement in amount of electric power generation in winter in some snowy areas. Thus, the test sample was created in order to develop the control method of power consumption reduction and to check up the improvement in electric power generation, and it properly worked. Finally the lightweight solar electric system has achieved one of the goals of this project, which is to realize the certain level of power-generating cost, 26.2 yen/kwh for 10kW system and 23.5 yen/kWh for 50kW system.
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