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Analysis for Effects of Temperature Rise of PV Modules upon Driving Distance of Vehicle Integrated Photovoltaic Electric Vehicles

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Energy and Power Engineering 2024年第4期16卷 131-150页

作者： Masafumi Yamaguchi Yasuyuki Ota Taizo Masuda Christian Thiel Anastasios Tsakalidis Arnulf Jaeger-Waldau kenji araki Kensuke Nishioka Tatsuya Takamoto Takashi Nakado Kazumi Yamada Tsutomu Tanimoto Yosuke Tomita Yusuke Zushi Kenichi Okumura Takashi Mabuchi Akinori Satou Kyotaro Nakamura Ryo Ozaki Nobuaki Kojima Yoshio Ohshita Toyota Technological Institute Nagoya Japan Faculty of Engineering Miyazaki University Miyazaki Japan Toyota Motor Corporation Susono Japan European Commission— Joint Research Centre Ispra Italy Sharp Corporation Nara Japan Toyota Motor Corporation Toyota Japan Nissan Motor Corporation Yokosuka Japan

The development of vehicle integrated photovoltaics-powered electric vehicles (VIPV-EV) significantly reduces CO2 emissions from the transport sector to realize a decarbonized society. Although long-distance driving of VIPV-EV without electricity charging is expected in sunny regions, driving distance of VIPV-EV is affected by climate conditions such as solar irradiation and temperature rise of PV modules. In this paper, detailed analytical results for effects of climate conditions such as solar irradiation and temperature rise of PV modules upon driving distance of the VIPV-EV were presented by using test data for Toyota Prius and Nissan Van demonstration cars installed with high-efficiency InGaP/GaAs/InGaAs 3-junction solar cell modules with a module efficiency of more than 30%. The temperature rise of some PV modules studied in this study was shown to be expressed by some coefficients related to solar irradiation, wind speed and radiative cooling. The potential of VIPV-EV to be deployed in 10 major cities was also analyzed. Although sunshine cities such as Phoenix show the high reduction ratio of driving range with 17% due to temperature rise of VIPV modules, populous cities such as Tokyo show low reduction ratio of 9%. It was also shown in this paper that the difference between the driving distance of VIPV-EV driving in the morning and the afternoon is due to PV modules’ radiative cooling. In addition, the importance of heat dissipation of PV modules and the development of high-efficiency PV modules with better temperature coefficients was suggested in order to expand driving range of VIPV-EV. The effects of air-conditioner usage and partial shading in addition to the effects of temperature rise of VIPV modules were suggested as the other power losses of VIPV-EV.

关键词： Vehicle Integrated Photovoltaics (VIPV) VIPV-Powered Electric Vehicles Driving Distance PV Modules Solar Irradiation Temperature Rise Radiative Cooling

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The highest efficient module made by a practical concentrator technology

The highest efficient module made by a practical concentrato...

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第十五届国际光伏科学与工程大会

作者： kenji araki Hisafumi Uozumi Masafumi Yamaguchi Daido Steel Co. Ltd.2-30 Daido-cho Minami Nagoya 457-8545 Japan Toyota Technological Institute 2-12-1 Hisakata Tempaku Nagoya 468-8511 Japan

The highest-efficiency PV module has been developed. The efficiency record for PV modules published in 1996 by UNSW Australia, achieved by the PERL mono-crystalline silicon solar cells, has been updated after 9 years. This achievement has been done by 550X and 400X (geometrical concentration ratio) concentrator PV modules. Other two companies succeeded to demonstrate high efficiency around 28%, followed by that CPV module developed by Daido Steel. All these three companies used (1)III-V 3J cell, (2) PMMA Fresnel lens, and (3) Inverted pyramid secondary optical element. These are the keys to high efficiency. Detailed technical discussion is done in the paper.

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具有对称不均等负重合量的气动伺服阀特性

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上海交通大学学报 2010年第4期44卷 500-505页

作者：訚耀保李长明荒木献次同济大学机械工程学院上海200092 日本国立崎玉大学工学部日本垮玉3388570

分析了具有负重合量的气动伺服阀特性及各节流口的流动形式.理论分析和实验结果表明:具有均等负重合量的气动伺服阀的零位压力约为供气压力的80%;当供气侧对称不均等负重合量小于排气侧负重合量时,零位压力小于供气压力的80%;当供气侧... 详细信息

分析了具有负重合量的气动伺服阀特性及各节流口的流动形式.理论分析和实验结果表明:具有均等负重合量的气动伺服阀的零位压力约为供气压力的80%;当供气侧对称不均等负重合量小于排气侧负重合量时,零位压力小于供气压力的80%;当供气侧对称不均等负重合量大于排气侧负重合量时,零位压力大于供气压力的80%;具有对称均等负重合量或对称不均等负重合量的伺服阀的最大泄漏量发生在零位附近.

关键词：气动伺服阀不均等负重合量圆柱滑阀

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具有不均等负重合量的非对称气动伺服阀压力特性研究

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中国机械工程 2007年第18期18卷 2169-2173页

作者：訚耀保水野毅乌建中荒木献次同济大学上海200092 国立埼玉大学埼玉日本3388570

研究了一种具有不均等负重合量及均等负重合量的新型非对称气动伺服阀的压力特性。该非对称气动伺服阀的下游节流口面积为上游节流口面积的两倍。伺服阀的压力特性及零位压力取决于下游和上游开口面积比例和阀的负重合量。具有均等负重... 详细信息

研究了一种具有不均等负重合量及均等负重合量的新型非对称气动伺服阀的压力特性。该非对称气动伺服阀的下游节流口面积为上游节流口面积的两倍。伺服阀的压力特性及零位压力取决于下游和上游开口面积比例和阀的负重合量。具有均等负重合量的伺服阀在零位时泄漏流量最大;具有不均等负重合量的伺服阀在零位附近某处时泄漏流量最大。理论结果和试验结果十分吻合。

关键词：气动技术非对称气动伺服阀节流宽度比例不均等负重合量压力特性

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Role of PV-Powered Vehicles in Low-Carbon Society and Some Approaches of High-Efficiency Solar Cell Modules for Cars

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Energy and Power Engineering 2020年第6期12卷 375-395页

作者： Masafumi Yamaguchi Taizo Masuda kenji araki Daisuke Sato Kan-Hua Lee Nobuaki Kojima Tatsuya Takamoto Kenichi Okumura Akinori Satou Kazumi Yamada Takashi Nakado Yusuke Zushi Mitsuhiro Yamazaki Hiroyuki Yamada Toyota Technological Institute Nagoya Japan Toyota Motor Corporation Susono Japan Sharp Corporation Nara Japan Toyota Motor Corporation Toyota Japan Nissan Motor Corporation Yokosuka Japan New Energy and Industrial Technology Development Organization Kawasaki Japan

Development of highly-efficient photovoltaic (PV) modules and expanding its application fields are significant for the further development of PV technologies and realization of innovative green energy infrastructure based on PV. Especially, development of solar-powered vehicles as a new application is highly desired and very important for this end. This paper presents the impact of PV cell/module conversion efficiency on reduction in CO2 emission and increase in driving range of the electric based vehicles. Our studies show that the utilization of a highly-efficient (higher than 30%) PV module enables the solar-powered vehicle to drive 30 km/day without charging in the case of light weight cars with electric mileage of 17 km/kWh under solar irradiat

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Importance of Developing Photovoltaics-Powered Vehicles

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Energy and Power Engineering 2021年第5期13卷 147-162页

作者： Masafumi Yamaguchi Taizo Masuda Takashi Nakado Yusuke Zushi kenji araki Tatsuya Takamoto Kenichi Okumura Akinori Satou Kazumi Yamada Yasuyuki Ota Kensuke Nishioka Tsutomu Tanimoto Kyotaro Nakamura Ryo Ozaki Nobuaki Kojima Yoshio Ohshita Toyota Technological Institute Nagoya Japan Toyota Motor Corporation Susono Japan Toyota Motor Corporation Toyoota Japan Nissan Motor Corporation Yokosuka Japan Miyazaki University Miyazaki Japan Sharp Corporation Nara Japan

The development of photovoltaics (PV)-powered vehicles are expected to contribute to reduce CO2 emission of vehicles and create a clean energy society. This paper presents the impact of high-efficiency solar cell modules on reduction in CO2 emission, charging cost reduction for electric vehicles, and reducing storage capacity of PV-powered electric vehicles. In this paper, the effects of solar cell module efficiency upon driving distance of PV-powered vehicles are also shown. Especially, the potential of Si tandem solar cells for PV-powered vehicle applications is discussed. This paper presents that the III-V/Si 3-junction solar cell modules with an efficiency of more than 37% have the potential of longer driving distance of 30 km/day average and more than 50 km/day on a clear day compared to an average 16 km/day driving by vehicles powered by 20% efficiency Si solar cell modules.

关键词： High-Efficiency Solar Cells Modules CO2 Emission Reduction Charging Cost Reduction PV-Powered Vehicles

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Plant functional remote sensing and smart farming applications

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International Journal of Agricultural and Biological Engineering 2022年第4期15卷 1-6页

作者： kenji Omasa Eiichi Ono Yasuhiro Ishigami Yo Shimizu Yoichi araki Faculty of Agriculture Takasaki University of Health and WelfareGunma 370-0033Japan The University of Tokyo Tokyo 113-8657Japan

Plants have the distinctive 3D spatial structure that varies among organs,species and communities,and the spatial structure changes as they interact with their *** functions linked to fundamental biological activities such as transpiration,photosynthesis,and growth are also affected by the spatial structure and the *** order to promote smart farming using information and communication technology(ICT),it is necessary to measure and utilize information at the cell-organ of plants to the individual and the community levels and the environments in two or even three ***,this paper introduced the outline of remote sensing of plant functioning and examples of the 3D remote sensing from relatively short distances using drones and ground *** quality control of rice in the paddy field and chlorophyll fluorescence imaging for photosynthetic diagnosis were also *** addition,a field smart farm and a smart greenhouse,which heavily utilize ICT,built at Takasaki University of Health and Welfare in Gunma,Japan,were also introduced.

关键词： remote sensing smart farming smart greenhouse IoT ICT image analysis

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医疗数据交换规格MML(Medical Markup Language)3.0汉化版的制作

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医学信息（西安上半月） 2005年第4期18卷 318-323页

作者：郭锦秋高田彰牛铁何苗田中亨治佐藤纯三铃木斋王铃木利明中岛裕生荒木贤二吉原博幸熊本大学医学部大学院医学研究科，日本熊本860-8556／／大连医科大学，中国大连熊本大学附属病院医疗经营企画部，日本熊本大连医科大学附属第一医院计算机室，中国大连不详熊本大学医学部大学院医学研究科，日本熊本860-8556 宫崎医科大学附属病院医疗信息部，日本宫崎日本非营利活动组织MedXML委员会，日本东京京都大学附属病院医疗经营企画部，日本京都

MML(Medical Markup Language)是一套不同医疗设施间的数据交换规格。于1995年在日本被开发。MML从版本2.21开始使用XML(eXtensible Markup Language)作为标记语言。而最新版本3.0又遵循HL7Clincal Document Architecture(CDA),包含14模块和36个数据定义表格。目前在中国,还没有一个使用XML来结构整个病历内容的规格。鉴于MML的柔韧性,我们制作了一个基于3.0版本的汉化版。日本与中国虽然诊疗流程、病历记录的内容等都很相似,但是也有一些,比如民族的表现、中医诊断分类,医师资格分类等都是日本不存在的或者分类不同的信息。另外,因为国情不同,医疗保险制度也完全不同。为了使MML能在中国的医院适用,我们追加和更改了12个数据定义表格,并重新制作了医疗保险信息模块。MML汉化版不止是一个对原规格的翻译和说明,它还考虑了本地的需要。因此,使用MML汉化版在中国的医疗设施间进行医疗数据交换已经成为可能。

关键词：医疗数据交换规格 MML 3.0汉化版制作技术医疗保险制度临床文档

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电子病历系统与医务结算系统间的数据交换规格CLAIM(CLinical Accounting InforMation)汉化版的制作

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医学信息（西安上半月） 2006年第5期19卷 756-761页

作者：郭锦秋高田彰牛铁何苗田中亨治佐藤纯三铃木斋王高桥究大门宏行铃木利明中岛裕生荒木贤二吉原博幸熊本大学医学部大学院医学研究科熊本大学附属病院医疗经营企画部大连医科大学附属第一医院计算机室中国医科大学附属第一医院信息中心宫崎医科大学附属病院医疗信息部东京佐藤病院日本CRC综合研究所(株式会社) 日本非营利活动组织MedXML委员会京都大学附属病院医疗经营企画部

CLinical Accounting InforMation(CLAIM)是日本开发的电子病历系统与医务结算系统间的数据交换规格。它使用eXtensible Markup Language(XML)作为标记语言,是不同医疗设施之间医疗数据交换规格Medical Markup Language(MML)的从属规格。CLAIM继承了MML2.x的基本结构,目前的版本2.1包括受理、预约、诊疗行为、结算金额等信息的两个模块和9个数据定义表格。考虑到中国现在还没有一个使用XML结构电子病历系统与医务结算系统之间信息的规格,鉴于CLAIM的柔韧性,我们制作了它的汉化版。由于日本的医务结算系统中采用"点数"制度,而中国的医院中没有此概念,另外,处方的书写形式等也与日本不同,所以我们重新制作了这两个模块,并相应的追加和修改了一些表格。CLAIM汉化版的制作将使中国医院的电子病历系统与医务结算系统之间有效而方便地进行数据交换成为可能。

关键词： CLAIM MML 汉化医务结算系统 XML CDA HL7 电子病历系统数据交换汉化版

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植物功能遥感与智慧农业应用

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农业工程技术 2023年第23期43卷 159-159页

作者： kenji Omasa Eiichi Ono Yasuhiro Ishigami Yo Shimizu Yoichi araki 高崎保健福祉大学农学部东京大学

植物具有独特的3D空间结构，因不同器官、物种和群落而不同，且随着与环境相互作用而变化。与蒸腾、光合作用和生长等基本生物活动相关的各项功能也受到空间结构和环境的影响。通过信息和通信技术（ICT）促进智慧农业，有必要在单个或... 详细信息

植物具有独特的3D空间结构，因不同器官、物种和群落而不同，且随着与环境相互作用而变化。与蒸腾、光合作用和生长等基本生物活动相关的各项功能也受到空间结构和环境的影响。通过信息和通信技术（ICT）促进智慧农业，有必要在单个或群体层面以及二维或三维环境中，测量和利用植物细胞器官信息。为此，该研究介绍了利用无人机和地面激光雷达从相对较短距离对植物功能进行三维遥感的概况和实例，稻田水稻质量控制和叶绿素荧光成像在光合诊断中的应用，以及日本群马县高崎保健福祉大学建造的大量利用ICT的田间智能农场和智能温室。

关键词：遥感智慧农业智能温室物联网 ICT 图像分析

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