研究開発された技術紹介

住宅産業ではHEMSにおける電力変換装置の電子部品・デバイス実装技術に対して小型化、高効率化、低コスト化が求められている。電力源の多様化に伴う複数装置を統合することにより電力変換装置の小型化を図る。統合する際にはマトリックスコンバータによってACリンクを形成し電力変換素子の低減や部品の小型化を図りつつ高効率化と低コスト化を実現可能な技術を確立する

4回路の電力変換装置の一体化、総合効率96%以上、装置体積従来比1/3(0.1m3)以下、直流電源2台以上の並列運転、系統連系へのJET認証取得、安定稼動、EMI規格準拠仕様の統合型双方向電力変換装置の開発
(新技術)
電圧形直接形空間ベクトル変調法と転流アルゴリズムによる、分散電源と電力系統を有機的に結合した新たな技術
(新技術の特徴)
マトリックスコンバータの新規制御手法として、より一層の再生可能エネルギーの導入とその有効活用に貢献できる

・統合型双方向電力変換装置の体積は0.114m3で、基板形状の最適化により10%以上の小型化が可能である
・電源/負荷側変換部を構成する三相インターリーブ方式の双方向昇降圧DC-DCコンバータ回路の最大効率は98～99%に達し、当該手法にかかる特許出願を行った
・マトリックスコンバータの新規制御手法として、電圧形直接形空間ベクトル変調法と転流アルゴリズムを考案し、シミュレーションにより当該手法が有効であることを示し、最大効率は97.8%という結果を得た
・スイッチング素子のモジュール化は、構造とコスト・納期の最適解を得るのが困難だったため、今後の課題とした
・電力需要のデータベース化、予測手法開発支援ソフトウェア調達により、最適運用アルゴリズムの数式モデルを完成させた

･特願2016-226882 『多相の電力変換回路』 として特許審査請求中｡

統合型双方向電力変換装置
・HEMSのみならず、BEMS、MEMS(マンション向けエネルギー管理システム)における今後のスマートグリッド構築に不可欠な技術
・規模店舗等への電力管理システム

・更なる改良・改善､低コスト化へ向けて､地道に業務を進めているが､ 対応範囲が多く､時間を要している｡

仕様
・4回路の電力変換装置を一体化
・総合効率96%以上
・装置体積従来比1/3(0.1m3)以下

本事業開始当初のEMS市場における蓄電池を含めたスマートハウス(HEMS)案件は新規建設案件の1～2%程度であり、普及の進捗は極めて遅いが、小型化と低コストを本装置で実現し、特に導入費用を従来の1/2ほど(3種類電源を導入した場合)に低減すれば、導入実績が10%以上向上すると期待される

開発資金の調達