JP2012169451A - 太陽電池パネルの試験装置、試験方法、制御装置、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】光源の耐熱温度や耐湿度を超えた条件で試験を行うことができると共に、光透過部材の結露を効果的に防止する。
【解決手段】試験装置１００は、太陽電池パネル３が設置される設置空間１ａを有する試験槽１、試験槽１外に配置された光源２等を有する。光源２と設置空間１ａとの間に、ガラス４が配置されている。光源２から照射された擬似太陽光は、ガラス４を透過し、太陽電池パネル３に照射する。試験槽１内部では、送風機６ａ，６ｂの駆動により、空調された空気がガラス４の内面に沿って流れる。
【選択図】図１

Description

本発明は、擬似太陽光を用いて太陽電池パネルの試験を行う試験装置、試験方法、制御装置、及びプログラムに関する。

太陽電池パネルの試験装置において、擬似太陽光を照射する光源を、試験槽の設置空間（太陽電池パネルが設置される空間）に配置したものが知られている（特許文献１参照）。この場合、光源が太陽電池パネルと同じ温湿度条件下に置かれるため、光源の耐熱性・耐湿性を考慮して、温湿度条件を設定する必要がある。即ち、光源の耐熱温度や耐湿度を超えた条件で試験を行うことができないという問題がある。そこで、光源を試験槽外に配置することが考えられる（特許文献２参照）。

特開２００４−２４７３２５号公報 特開２００７−２９９９６９号公報

しかしながら、特許文献２の構成によると、試験槽内外の温度差によってガラス窓１ａ（光透過部材）に結露が生じる場合がある。光透過部材に結露が生じると、光透過部材の光透過率が低下し、所定の強度の擬似太陽光を太陽電池パネルに照射することができず、試験の精度が悪化してしまう。特許文献２には、このような結露を防止する対策が何ら示されていない。

本発明の目的は、光源の耐熱温度や耐湿度を超えた条件で試験を行うことができると共に、光透過部材の結露を効果的に防止することが可能な、太陽電池パネルの試験装置、試験方法、制御装置、及びプログラムを提供することである。

上記目的を達成するため、本発明の第１観点によると、太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射手段と、前記設置空間を空調する空調手段と、前記空調手段によって空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内手段と、を備えたことを特徴とする、太陽電池パネルの試験装置が提供される。

本発明の第２観点によると、太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、を含む太陽パネルの試験装置を用いた試験方法において、前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射ステップと、前記設置空間を空調する空調ステップと、前記空調ステップで空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内ステップと、を備えたことを特徴とする試験方法が提供される。

本発明の第３観点によると、太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、を含む太陽パネルの試験装置に用いられる制御装置において、前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射手段と、前記設置空間を空調する空調手段と、前記空調手段によって空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内手段と、を備えたことを特徴とする制御装置が提供される。

本発明の第４観点によると、太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、を含む太陽パネルの試験装置を、前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射手段、前記設置空間を空調する空調手段、及び、前記空調手段によって空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内手段、として機能させることを特徴とするプログラムが提供される。

上記第１〜第４観点によれば、光源が試験槽外に配置されているため、光源の耐熱温度や耐湿度を超えた条件で試験を行うことができる。さらに、空調空気案内手段（空調空気案内ステップ）によって、光透過部材の結露を効果的に防止することができる。

本発明の試験装置は、前記光透過部材の前記内面の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記空調空気を加熱する加熱手段と、をさらに備えてよい。
この場合、光透過部材の結露をより確実に防止することができる。

前記空調空気案内手段が送風機を含んでよい。
この場合、空調空気を光透過部材の内面に向けて高速で導くことができ、光透過部材の結露をより効果的に防止することができる。

本発明の試験装置は、前記光源を冷却する光源冷却手段をさらに備えてよい。
この場合、光源の駆動不安定化や劣化を防止し、試験の精度を良好に保つことができる。

前記試験槽は、前記内面に向かう前記空調空気が通過する第１開口と、前記太陽電池パネルに向かう前記空調空気が通過する第２開口と、を含み、前記第１開口は前記第２開口よりもサイズが大きくてよい。
この場合、光透過部材の内面に向けて比較的多くの空気を供給することができ、光透過部材の結露をより効果的に防止することができる。

前記第１及び第２開口はそれぞれ、前記第１及び第２開口近傍における前記空調空気の流れ方向に沿って配列された、前記流れ方向下流側ほどサイズが大きい、複数の開口部を含んでよい。
この場合、空気の流れ方向に沿って開口部のサイズを変えることで、光透過部材及び太陽電池パネルのそれぞれに対し、当該方向に関して均一な量の空気を供給することができる。

本発明によると、光源が試験槽外に配置されているため、光源の耐熱温度や耐湿度を超えた条件で試験を行うことができる。さらに、空調空気案内手段（空調空気案内ステップ）によって、光透過部材の結露を効果的に防止することができる。

本発明の試験装置の一実施形態を示す概略断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 上側の隔壁を示す平面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る試験装置１００は、試験槽１、光源２、制御装置１０等を有する。

試験槽１は、直方体状の筐体であり、その内部は隔壁１ｗによって設置空間１ａと周辺空間１ｂとに区分されている。
設置空間１ａは、太陽電池パネル３が設置される空間である。
周辺空間１ｂは、設置空間１ａを取り囲むように形成されており、空調用ヒータ５ａ、空調用冷却器５ｂ、乾湿球５ｃ（図２参照）等が設置されている。

光源２は、試験槽１外に配置されており、擬似太陽光を照射する。光源２としては、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられる。

試験槽１の一面には、ガラス４が設けられている。本実施形態のガラス４は複層ガラスである。
ガラス４は、光源２と設置空間１ａとの間に配置されており、擬似太陽光が透過可能である。

試験槽１におけるガラス４が設けられた面の、ガラス４を挟んで上下の壁の両面には、送風機６ａ，６ｂ，７ａ，７ｂが設けられている。
送風機６ａ，６ｂは試験槽１の内部、送風機７ａ，７ｂは試験槽１の外部に設けられている。送風機６ａ，６ｂは、設置空間１ａを挟んで上側及び下側の周辺空間１ｂにそれぞれ配置されている。

上側の隔壁１ｗには、図３に示すように、開口部ｘ１，ｘ２が形成されている。
開口部ｘ１は、平面視で太陽電池パネル３とガラス４との間において、ガラス４の延在方向に沿って配列され、第１開口１ｘ１を構成している。
開口部ｘ２は、平面視で太陽電池パネル３と重なる位置において、太陽電池パネル３の延在方向に沿って配列され、第２開口１ｘ２を構成している。
第１開口１ｘ１及び第２開口１ｘ２を構成する開口部ｘ１，ｘ２は、これら開口部の近傍における周辺空間１ｂ内の空気の流れ方向（図３の矢印方向）の下流側ほど、サイズが大きい。また、当該流れ方向に関して同じ位置にある開口部については、第１開口１ｘ１を構成する開口部ｘ１の方が、第２開口１ｘ２を構成する開口部ｘ２よりも、サイズが大きい。

下側の隔壁１ｗには、上側の隔壁１ｗと同様の開口部が形成されており、これら開口部によって、第１開口１ｘ１に対向する第３開口１ｘ３、及び、第２開口１ｘ２に対向する第４開口１ｘ４が構成されている。
第３開口１ｘ３及び第４開口１ｘ４を構成する各開口部は、第１開口１ｘ１及び第２開口１ｘ２を構成する各開口部ｘ１，ｘ２と、形状、サイズ、及び配置が一致している。

試験装置１００はまた、温度センサ８、及び、ヒータ９を有する。
温度センサ８は、ガラス４の内面（設置空間１ａに対向する面）の温度を検出する。ヒータ９は、送風機６ａの吹き出し口近傍に配置されており、送風機６ａからガラス４の内面に向けて吹き出された空気を加熱する。

制御装置１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、Ｉ／Ｆ（Interface）、Ｉ／Ｏ（Input/Output Port）等から構成されており、試験装置１００の各部と電気的に接続されている。制御装置１００は、ＲＯＭに記憶されているプログラムにしたがって、試験装置１００の各部を制御する。

具体的には、制御装置１０は、乾湿球５ｃにより検知された温湿度に基づいて、空調用ヒータ５ａ、空調用冷却器５ｂ、送風機６ａ，６ｂ等を制御することにより、試験槽１内の空気を図１及び図２に示すように循環させ、設置空間１ａを空調する。これにより、設置空間１ａの温湿度を所定の条件にする。このとき、上側の周辺空間１ｂから第１開口１ｘ１を通過して設置空間１ａに向かう空気は、送風機６ａ，６ｂの駆動によって、ガラス４の内面に沿って高速で移動し、第３開口１ｘ３を通過して下側の周辺空間１ｂに流入する。上側の周辺空間１ｂから第２開口１ｘ２を通過して設置空間１ａに向かう空気は、太陽電池パネル３に沿って移動し、第４開口１ｘ４を通過して下側の周辺空間１ｂに流入する。

制御装置１０は、上記のような空調に係る制御と共に、擬似太陽光がガラス４を透過して太陽電池パネル３に照射するよう、光源２を制御する。
制御装置１０は、このときの太陽電池パネル３の電圧−電流特性、外観、使用部材の変化等を測定する。試験装置１００は、太陽電池パネル３の加速劣化試験等を行う。

さらに制御装置１０は、適宜に下記のような制御を行う。
制御装置１０は、送風機７ａ，７ｂを駆動し、光源２に向けて空気を供給することで、光源２を冷却する。
また、制御装置１０は、温度センサ８が検出した温度（ガラス４の内面の温度）に基づいてヒータ９を駆動し、ガラス４の内面に供給される空気を加熱する。

以上に述べたように、本実施形態によると、光源２が試験槽１外に配置されているため、光源２の耐熱温度や耐湿度を超えた条件で試験を行うことができる。さらに、制御装置１０の制御により空調された空気がガラス４の内面に導かれることによって、ガラス４の結露を効果的に防止することができる。

温度センサ８が検出した温度（ガラス４の内面の温度）に基づいてヒータ９を駆動し、ガラス４の内面に供給される空気を加熱することで、ガラス４の結露をより確実に防止することができる。

送風機６ａ，６ｂによって、空調された空気をガラス４の内面に向けて高速で導くことができ、ガラス４の結露をより効果的に防止することができる。

送風機７ａ，７ｂで光源２を冷却することによって、光源２の駆動不安定化や劣化を防止し、試験の精度を良好に保つことができる。

ガラス４の内面に向かう空気が通過する第１開口１ｘ１は、太陽電池パネル３に向かう空気が通過する第２開口１ｘ２よりもサイズが大きい。したがって、ガラス４の内面に向けて比較的多くの空気を供給することができ、ガラス４の結露をより効果的に防止することができる。

第１及び第２開口１ｘ１，１ｘ２はそれぞれ、これら開口近傍の空気の流れ方向に沿って配列された、当該流れ方向下流側ほどサイズが大きい、複数の開口部ｘ１，ｘ２を含む。このように、空気の流れ方向に沿って開口部ｘ１，ｘ２のサイズを変えることで、ガラス４及び太陽電池パネル３のそれぞれに対し、当該方向に関して均一な量の空気を供給することができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

・第１及び第２開口を構成する開口部について、形状、サイズ、配置等を任意に変更してよい。また、第１及び第２開口は、複数の開口部ではなく１の開口部から構成されてもよい。さらに、第１開口は第２開口と同じサイズ又は第２開口より小さいサイズを有してもよい。
・光透過部材の内面に沿った空調空気の流れ方向下流側にある送風機６ｂを省略し、当該流れ方向上流側にある送風機６ａのみを設けてもよい。また逆に、送風機６ａを省略し、送風機６ｂのみを設けてもよい。
・送風機７ａ，７ｂ等の光源冷却手段を省略してもよい。
・空調空気案内手段は送風機を含まなくてもよい。
・光透過部材の内面の温度を検出する温度検出手段、及び、温度検出手段が検出した温度に基づいて空調空気を加熱する加熱手段を省略してもよい。
・光透過部材として、上述の実施形態では複層ガラスを例示したが、これに限定されない（例えば単層ガラスであってもよい）。
・必要に応じて、加湿手段や除湿手段をさらに設けてよい。
・乾湿球に代えて又はこれに加えて、他の方式の温度検知手段・湿度検知手段を設けてもよい。

１ 試験槽
１ａ 設置空間
１ｂ 周辺空間
１ｘ１ 第１開口
１ｘ２ 第２開口
ｘ１，ｘ２ 開口部
２ 光源
３ 太陽電池パネル
４ ガラス（光透過部材）
５ａ 空調用ヒータ（空調手段）
５ｂ 空調用冷却器（空調手段）
５ｃ 乾湿球（空調手段）
６ａ，６ｂ 送風機（空調空気案内手段）
７ａ，７ｂ 送風機（光源冷却手段）
８ 温度センサ（温度検出手段）
９ ヒータ（加熱手段）
１０ 制御装置（照射手段、空調手段、空調空気案内手段、温度検出手段、加熱手段）
１００ 試験装置

Claims (9)

1. 太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、
   前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、
   前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、
   前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射手段と、
   前記設置空間を空調する空調手段と、
   前記空調手段によって空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内手段と、
   を備えたことを特徴とする、太陽電池パネルの試験装置。
2. 前記光透過部材の前記内面の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段が検出した温度に基づいて前記空調空気を加熱する加熱手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
3. 前記空調空気案内手段が送風機を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の試験装置。
4. 前記光源を冷却する光源冷却手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の試験装置。
5. 前記試験槽は、前記内面に向かう前記空調空気が通過する第１開口と、前記太陽電池パネルに向かう前記空調空気が通過する第２開口と、を含み、
   前記第１開口は前記第２開口よりもサイズが大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の試験装置。
6. 前記第１及び第２開口はそれぞれ、前記第１及び第２開口近傍における前記空調空気の流れ方向に沿って配列された、前記流れ方向下流側ほどサイズが大きい、複数の開口部を含むことを特徴とする請求項５に記載の試験装置。
7. 太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、を含む太陽パネルの試験装置を用いた試験方法において、
   前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射ステップと、
   前記設置空間を空調する空調ステップと、
   前記空調ステップで空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内ステップと、
   を備えたことを特徴とする試験方法。
8. 太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、を含む太陽パネルの試験装置に用いられる制御装置において、
   前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射手段と、
   前記設置空間を空調する空調手段と、
   前記空調手段によって空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内手段と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。
9. 太陽電池パネルが配置される設置空間を有する試験槽と、前記試験槽外に配置された、擬似太陽光を照射する光源と、前記光源と前記設置空間との間に配置された、前記擬似太陽光が透過可能な光透過部材と、を含む太陽パネルの試験装置を、
   前記擬似太陽光が前記光透過部材を透過して前記太陽電池パネルに照射するよう前記光源を制御する照射手段、
   前記設置空間を空調する空調手段、及び、
   前記空調手段によって空調された空調空気を前記光透過部材における前記設置空間に対向する内面に導く空調空気案内手段、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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