JP2016187244A - Photovoltaic power generation simulation calculation program in field - Google Patents
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Abstract
Description
太陽電池は、太陽の光エネルギーを電気エネルギーに直接変換するものである。すなわち光電効果の一種である光起電力効果を応用し、起電力を発生させるものであり、太陽電池中に適当なエネルギーを持った光（光子）が入射すると、自由な電子と正孔が発生する。太陽電池は半導体中のｐｎ接合近傍に達した電子と正孔は、それぞれｎ型半導体側、ｐ型半導体側に拡散し、両電極部に集まるので、電力が取り出せ、電圧および電流が発生するというわけである。太陽電池は、結晶シリコン系、非結晶シリコン系、化合物系に大別できる。 結晶シリコン系太陽電池でも、特に単結晶太陽電池は製造工程が複雑で、製造に大量の電力を必要とするため、コスト低減の研究が進められている。最近、素子構造の工夫などにより、２０％を超える変換効率もある。製造工程の少し簡単な多結晶シリコン太陽電池では、太陽電池変換効率は単結晶より少し低い。非結晶シリコン系太陽電池（アモルファス太陽電池）では、製造工程が簡単で製造エネルギーが少なく、またシリコン材料が少なくてすむため、低コスト太陽電池として有望である。さらに、薄膜で各種の基盤上に形成できるため、広い応用範囲が期待されている。 A solar cell directly converts solar light energy into electrical energy. In other words, the photovoltaic effect, which is a type of photoelectric effect, is applied to generate an electromotive force. When light (photons) with appropriate energy enters a solar cell, free electrons and holes are generated. To do. In a solar cell, electrons and holes that have reached the vicinity of a pn junction in a semiconductor diffuse to the n-type semiconductor side and the p-type semiconductor side, respectively, and gather at both electrode parts, so that power can be taken out and voltage and current are generated. That is why. Solar cells can be broadly classified into crystalline silicon, amorphous silicon, and compound. Even in the case of crystalline silicon solar cells, the manufacturing process is particularly complicated for single crystal solar cells, and a large amount of electric power is required for the manufacturing. Recently, there is a conversion efficiency exceeding 20% due to the device structure. In a polycrystalline silicon solar cell with a slightly simpler manufacturing process, the solar cell conversion efficiency is slightly lower than that of a single crystal. An amorphous silicon solar cell (amorphous solar cell) is promising as a low-cost solar cell because the manufacturing process is simple, the manufacturing energy is small, and the silicon material is small. Furthermore, since it can be formed on various substrates with a thin film, a wide range of applications is expected.
本発明は、このような太陽電池を使ってフィールドに設置した太陽光発電システムの、発電出力、発電量が仕様値（太陽電池の工場試験値又はその型式の太陽電池の定格値）に比較してどの程度であるかを正確かつ的確に総合評価する技術に深く関連するところの、太陽光発電量シミュレーション計算技術・方法に関わる。
本発明は、受光面の日射強度・太陽電池モジュール温度から太陽電池発電量を算出する方法、および陰の影響により減少する月・年間発電量の計算などに関する。
In the present invention, the power generation output and power generation amount of a solar power generation system installed in the field using such a solar cell are compared with specification values (a factory test value of a solar cell or a rated value of a solar cell of that type). It is related to the photovoltaic power generation simulation calculation technique and method, which is deeply related to the technology that accurately and accurately comprehensively evaluates the extent of the power generation.
The present invention relates to a method of calculating a solar cell power generation amount from solar radiation intensity of a light receiving surface and a solar cell module temperature, and a calculation of a monthly / annual power generation amount that is reduced due to the influence of shadows.
太陽光発電システムは、地球環境問題、太陽電池とそのシステム価格の低減、国・地方公共団体等の助成措置、および太陽光発電電力の電力系統への逆潮流が可能となったことなどにより、最近普及が著しい。特に、平成２４年７月に「再生可能エネルギーの固定価格での全量買取制度」が実施されてからは急激な普及がはかられるようになった。
太陽電池の性能向上と低価格化とともに、設計・運用面では、太陽光発電システムの年間発電量を正確に推定計算できる技術・方法が強く望まれるようになっている。また、実際に設置された太陽光発電システムでは、その発電量が太陽電池の容量に比べて少ないのではないかという声も多く聞かれ、太陽光発電システムの実際の発電量を正確に評価し、諸損失を解析・減少させ、効率向上に結びつける技術が強く望まれ、太陽光発電システムの効率向上の研究が進められている。そして、太陽光発電システムの正確かつ詳細な年間発電量の推定計算方法が強く望まれている。
Solar power generation systems have become possible due to global environmental problems, reduction of solar cells and their system prices, subsidies from national and local governments, and the reverse flow of solar power to the power system. The spread is remarkable recently. In particular, since the implementation of the “total purchase system for renewable energy at a fixed price” in July 2012, rapid spread has been achieved.
In addition to improving the performance and reducing the price of solar cells, there is a strong demand for technologies and methods that can accurately estimate and calculate the annual power generation of solar power generation systems in terms of design and operation. In addition, many people have heard that the amount of power generated by the installed solar power generation system may be less than the capacity of the solar cell, so that the actual power generation amount of the solar power generation system can be accurately evaluated. Therefore, technology that analyzes and reduces various losses and leads to improved efficiency is strongly desired, and research on improving the efficiency of photovoltaic power generation systems is underway. An accurate and detailed method for estimating the annual power generation amount of the solar power generation system is strongly desired.
ここでは、本発明に関連する『背景技術』の現状を６つの項目に分け順次述べる。
（１）太陽光発電の年間発電量の推定計算
太陽光発電システムを新たに設置する場合、どのくらいの月・年間発電量が期待できるかを正確に推定計算できることは、言うまでもなく重要なことである。この場合の中核技術は、太陽電池受光面日射量の正確な推定方法と太陽電池温度上昇により太陽電池出力の低下を正確に計算に反映することである。太陽電池温度の推定方法は既に種々の推定式が提案されているため、ここでは、温度上昇による発電量の補正をする係数について述べる。現在、温度補正係数は下記２つが、一般に使われている。
ａ．季節別ごとの一定の温度補正係数
太陽電池受光面の月間日射量（ｋＷｈ/ｍ２/月）に基準状態の太陽電池アレイ出力（ｋＷ）と温度補正係数（夏：0.8、冬：0.9、春・秋：0.85）および基本設計係数（温度以外の係数）をかけて月間発電量を算出する方法がある（例えば、非特許文献１参照）。そして、本方法よりさらに簡便に、年間一定の温度補正係数（0.85）を使う方法もある（例えば、非特許文献１、２，３など）。
ｂ．最大出力温度係数から算出した温度補正係数
上記ａよりも、実態に即した温度補正係数として、次の式を適用する方法が、適用されている（例えば、非特許文献４など）
温度補正係数＝１＋αPmax＊（Tcr‐25）/100 ・・・（a）
ここに、Tcr：日射強度で重みづけをした加重平均太陽電池温度（℃）。すなわち、月平均気温に加重平均太陽電池温度上昇を加えたもの。αPmax：最大出力温度係数（％/℃）
なお、αPmaxは、通常結晶系で−0.41、アモルファス系で−0.2がよく適用されている。
一方、年間の太陽光発電量を、上記２つのような温度補正係数を使わず、月ごと時間（３０分）別のシミュレーション計算プログラムにより厳密に計算をする方法がある（例えば、特許文献１，２，３，４、５、非特許文献８参照など）。
Here, the current state of “background art” related to the present invention is divided into six items and described sequentially.
(1) Estimated calculation of annual power generation of photovoltaic power generation When a new solar power generation system is installed, it is of course important to be able to accurately estimate how much monthly and annual power generation can be expected. . The core technology in this case is to accurately reflect the decrease in the solar cell output in the calculation by the accurate estimation method of the solar cell light receiving surface solar radiation amount and the solar cell temperature rise. Since various estimation formulas have already been proposed for solar cell temperature estimation methods, here, coefficients for correcting the amount of power generation due to temperature rise will be described. Currently, the following two temperature correction factors are generally used.
a. Constant temperature correction factor for each season Monthly solar radiation (kWh / m 2 / month) on the solar cell light receiving surface and solar cell array output (kW) in the standard state and temperature correction factor (summer: 0.8, winter: 0.9, spring・ Autumn: 0.85) and the basic design coefficient (coefficient other than temperature) is used to calculate the monthly power generation (see Non-Patent Document 1, for example). Further, there is a method of using a constant temperature correction coefficient (0.85) that is more simple than the present method (for example, Non-Patent Documents 1, 2, and 3).
b. The temperature correction coefficient calculated from the maximum output temperature coefficient The method of applying the following equation is applied as a temperature correction coefficient in accordance with the actual situation rather than the above a (for example, Non-Patent Document 4).
Temperature correction coefficient = 1 + α Pmax * (Tcr-25) / 100 (a)
Here, Tcr: weighted average solar cell temperature (° C.) weighted by solar radiation intensity. That is, the monthly average temperature plus the weighted average solar cell temperature rise. α Pmax : Maximum output temperature coefficient (% / ℃)
As for α Pmax , −0.41 is usually applied for the crystal system, and −0.2 for the amorphous system.
On the other hand, there is a method of strictly calculating the annual photovoltaic power generation amount by using a simulation calculation program for each hour (30 minutes) per month without using the above two temperature correction coefficients (for example, Patent Document 1, 2, 3, 4, 5, and non-patent document 8).
（２）太陽光発電システムの評価I(温度損失)
実際に設置された太陽光発電システムの発電量を評価するには、一般にシステム出力係数がよく使われる。しかし、この係数では太陽光発電システムの損失のうちで、主要な部分を占めると言われている温度上昇による損失が把握できていない。そこで、時刻ごとの太陽電池温度の測定値から、日射強度で重みづけをした加重平均太陽電池温度（Tcr）を月ごとに求め、上記（a）式により温度補正係数（％）を求め、（100％−温度補正係数（％））により温度上昇による損失分を1ヶ月単位で把握する方法がある。
(2) Evaluation of solar power generation system I (temperature loss)
In general, the system output coefficient is often used to evaluate the power generation amount of the actually installed solar power generation system. However, this coefficient cannot grasp the loss due to the temperature rise, which is said to occupy the main part of the loss of the photovoltaic power generation system. Therefore, the weighted average solar cell temperature (Tcr) weighted by the solar radiation intensity is obtained for each month from the measured value of the solar cell temperature for each time, and the temperature correction coefficient (%) is obtained by the above equation (a). There is a method of grasping the loss due to temperature rise on a monthly basis by 100%-temperature correction coefficient (%)).
（３）太陽光発電システムの評価II（アレイ負荷整合）
太陽光発電システムの諸損失のうち、太陽電池アレイの最大出力の電圧（Vop）と、実際の動作電圧のずれによる損失（「アレイ負荷不整合」による損失…MPPTミスマッチ損失とも言われる）を、確実に把握する方法が現状ではまだ実質的に存在しないと言える。一般にはかなり大きい値であると言われており、経験的な数値である６〜10％程度をよく適用している。
(3) Evaluation of photovoltaic power generation system II (array load matching)
Among the various losses of the photovoltaic power generation system, the maximum output voltage (Vop) of the solar cell array and the loss due to the deviation of the actual operating voltage (loss due to “array load mismatch”… also called MPPT mismatch loss) It can be said that there is no substantial method for grasping it at present. Generally, it is said that the value is quite large, and an empirical value of about 6 to 10% is often applied.
（４）太陽光発電システムの評価III(諸損失の分離)
実際に設置された太陽光発電システムの諸損失（温度上昇による損失を含む）の合計比率（％）は、100％から前記システム出力係数（％）を減ずることにより算出できる。しかし、この諸損失の合計比率から、経験にもとづくモデルにより、各損失を分離する方法が提案されているものの、過去の一部の測定値にもとづき推定したものである。
(4) Evaluation of photovoltaic power generation system III (separation of losses)
The total ratio (%) of various losses (including losses due to temperature rise) of the actually installed photovoltaic power generation system can be calculated by subtracting the system output coefficient (%) from 100%. However, although a method for separating each loss by a model based on experience has been proposed from the total ratio of these losses, it is estimated based on some past measured values.
（５）太陽光発電システムの評価IV（短期間データによる評価）
実際に設置された太陽光発電システムの評価方法として、太陽電池アレイを系統から切り離し、その両端の電圧−電流を瞬間的に測定して得られた電圧−電流曲線（Ｉ−Ｖカーブ）を基準状態の電圧−電力曲線（Ｐ−Vカーブ）に変換し、その最大電力（Pmax）と太陽電池アレイの定格出力を比較することにより評価する方法・装置（「Ｉ−Ｖカーブトレーサ」と呼ぶ）がある（例えば、非特許文献６参照。）。そして、その評価ソフトに改善を加えた方法も提案されている。
一方、一定短時間の実測した出力とＩ−Ｖカーブ作成法により、その時の電圧−電力曲線（Ｐ−Vカーブ）を作成して求めた出力を、比較することなどにより評価する方法も提案されている（例えば、特許文献６、７，８，９参照）。
また、10分間平均の日射強度・太陽電池温度・出力のデータから、10分平均のシステム発電効率を算出し、この値を太陽電池温度による補正をする試みが実施されている。
(5) Evaluation of photovoltaic power generation system IV (Evaluation based on short-term data)
As an evaluation method of the actually installed photovoltaic power generation system, the solar cell array is disconnected from the grid, and the voltage-current curve (IV curve) obtained by instantaneously measuring the voltage-current at both ends is used as a reference. A method / apparatus (referred to as “IV curve tracer”) that converts to a state voltage-power curve (PV curve) and compares the maximum power (Pmax) with the rated output of the solar cell array (For example, refer nonpatent literature 6.). And the method which added the improvement to the evaluation software is also proposed.
On the other hand, a method of evaluating the output obtained by creating a voltage-power curve (P-V curve) at that time by using a measured output for a short time and an IV curve creation method is also proposed. (See, for example, Patent Documents 6, 7, 8, and 9).
Also, an attempt has been made to calculate the 10-minute average system power generation efficiency from the 10-minute average solar radiation intensity, solar cell temperature, and output data, and to correct this value with the solar cell temperature.
（６）太陽光発電量の推定・評価のための基本技術
太陽光発電システムの発電量を正確に推定・評価する場合の基本技術は、日射強度・太陽電池温度条件と太陽電池特性値から電圧−電量曲線（Ｉ−Ｖカーブ）を描く方法である。その基本的な方法については既に発表されている（例えば、特許文献１，２,非特許文献８，９参照）。すなわち、この方法には「実用的Ｉ−Ｖカーブ作成法」と「理論式によるＩ−Ｖカーブ作成法」の２種類がある。
(6) Basic technology for estimating and evaluating the amount of photovoltaic power generation The basic technology for accurately estimating and evaluating the power generation amount of a photovoltaic power generation system is the voltage based on solar radiation intensity, solar cell temperature conditions, and solar cell characteristic values. -A method of drawing a coulometric curve (IV curve). The basic method has already been announced (see, for example, Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Documents 8 and 9). That is, there are two types of this method: “practical IV curve creation method” and “IV curve creation method by theoretical formula”.
ここで上記の説明で使用した特許文献、非特許文献などの関連文献を示す。
以上のとおり、発明者以外にフィールドの太陽光発電設備について、年間発電量を詳細かつ正確にシミュレーション計算した事例の文献は、現状でも見られない。また、個々の太陽電池モジュールの各種日射強度・温度条件における電圧―電流カーブ（I-Vカーブ）を作成する信頼にたる方法を示した事例の文献も、現状では見られない。
As described above, there are no literatures on cases where the annual power generation amount is calculated in detail and accurately for the photovoltaic power generation facilities in the field other than the inventor. In addition, there are no literatures showing examples of reliable methods for creating voltage-current curves (IV curves) under various solar radiation intensity and temperature conditions for individual solar cell modules.
「背景技術」でも述べてように、フィールドにおける太陽光発電設備の発電量を正確・厳密にシミュレーション計算するプログラム（「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」、「非特許文献８」）は、計算精度の高い、優れた機能を持つ有効なプログラムである。しかし、現在でも本プログラムのような機能をもち方法で計算したに相当するものは存在しない。そこで、このプログラムを構成する重要な部分について次の２点に関して新たな発明・機能として開発したのでここで示す。 As described in “Background Technology”, a program (“Solar Power Generation Simulation Calculation Program”, “Non-Patent Document 8”) that accurately and precisely calculates the power generation amount of a photovoltaic power generation facility in the field has a calculation accuracy. Highly effective program with excellent functions. However, even now, there is no equivalent to a method that has a function like this program and is calculated by a method. Therefore, the following two points have been developed as important inventions constituting this program as new inventions and functions, and are shown here.
・ 基準状態の汎用的I-Vカーブの作成法
前記の「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」の、月ごと時刻別の発電量を日射量・モジュール温度から計算する場合のベースとなる「基準状態のI−Vカーブ」として、単結晶の代表的な太陽電池モジュールのI-Vカーブを使っていたが、本発明ではそれぞれの太陽光設備に使っている太陽電池モジュールのI-Vカーブを使うことを検討した（請求項１，２の発明）。
・ 周囲の障害物の陰の影響を発電量計算に反映
太陽光発電設備の周りの障害物（山、樹木、建物、設備、電柱など）の陰による太陽光発電設備の発電量への影響は大きいことが確認・認識されている。そこで、陰による受光面日射量の減少ととらえて、発電量のシミュレーション計算のなかに反映させることとした（請求項３）。
また、太陽電池モジュール単位で計算し、設備全体にの発電量を求めて評価することを検討した（請求項４）。そして、太陽電池モジュールが直列に接続されると、一部モジュールに陰がかかると直列モジュール全体にかかった場合と同じ影響があることが認識され始めている。そこで、このことを発電量計算に反映することを検討した。（請求項５の発明）。
・ How to create a general-purpose IV curve for the reference state In the above `` Solar power generation simulation calculation program '', the `` reference state I '', which is the base for calculating the monthly power generation amount from the solar radiation amount and module temperature As the “−V curve”, the IV curve of a typical solar cell module of a single crystal was used, but in the present invention, the use of the IV curve of the solar cell module used for each solar facility was examined (request) Item 1 and 2 invention).
・ Reflecting the influence of surrounding obstacles in the power generation calculation The influence of the obstacles (mountains, trees, buildings, equipment, utility poles, etc.) around the solar power generation equipment on the power generation amount Confirmed and recognized to be large. Therefore, in view of the decrease in the amount of solar radiation on the light-receiving surface due to the shade, it was reflected in the simulation calculation of the power generation amount (Claim 3).
In addition, the calculation was made for each solar cell module, and it was considered to obtain and evaluate the amount of power generation in the entire facility (claim 4). And when solar cell modules are connected in series, it is beginning to be recognized that if some modules are shaded, they have the same effect as when they are applied to the entire series modules. Therefore, it was examined to reflect this in the power generation amount calculation. (Invention of Claim 5).
請求項１の方法は、
「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」において、
太陽電池基本式（改）：
Ｉ＝ＩＬ−Ｉ０｛exp（q（Ｖ＋ＲＳＩ）/nＫ0Ｔ）−１｝−（Ｖ＋ＲＳＩ）/ＲＳｈ
Ｉ０＝Ｃ０Ｔ３exp（−qＥgm/nＫ０Ｔ）
（q；電子の電荷量、Ｋ０；ボルツマン定数、n；接合定数；Ｃ０；飽和電流温度係数、
ＩＬ；光起電流、Ｅg；エネルギーギャップ、ＲＳｈ；並列抵抗、ＲＳ；直列抵抗
ｍ；１モジュールを構成するセル数）
の中の基本特性値（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）に関して、
該太陽電池モジュールの基準状態（日射強度１ｋＷ/ｍ２、太陽電池温度２５℃）における短絡電流の点Ｐ１（０，Ｉｓｃ），最大出力の点Ｐ２（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ），開放電圧の点Ｐ３（Ｖｏｃ，０）の値を使い、該基本特性値を未知数とする非線形の連立方程式を解くことによりその基本特性値（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）を算出し、
次に、これらの算出値と該太陽電池モジュールの特性値Ｒｓおよび基準状態（日射強度１ｋW/ｍ 2、温度２５℃）の条件、定数（Ｅg，Ｋ０，q）を適用することにより、太陽電池基本式（改）から電圧Ｖと電流Iの関係式が得られ、すなわち、多数の電圧に対する電流の各値が得られることから、電圧Ｖと電流Ｉの組（４０〜５０組）を算出し、
基準状態における該太陽電池モジュールの電圧−電流カーブを作成し、さらに、
変換式により指定条件（日射強度・モジュール温度）の電圧―電流カーブを得る方法
を適用する太陽光発電量シミュレーション計算する。
The method of claim 1 comprises:
In "Solar Power Generation Simulation Program"
Solar cell basic formula (revised):
I = I L −I 0 {exp (q (V + R S I) / nK 0 T) −1} − (V + R S I) / R Sh
I 0 = C 0 T 3 exp (−qE g m / nK 0 T)
(Q: electron charge, K 0 ; Boltzmann constant, n: junction constant; C 0 ; saturation current temperature coefficient,
I L ; photovoltaic current, E g ; energy gap, R Sh ; parallel resistance, R S ; series resistance m; number of cells constituting one module)
Regarding the basic characteristic values (IL, Co, n, Rsh) in
The short-circuit current point P1 (0, Isc), the maximum output point P2 (Vop, Iop), and the open-circuit voltage point P3 (in the solar cell module in the standard state (solar radiation intensity 1 kW / m 2 , solar cell temperature 25 ° C.) Voc, 0) is used to calculate a basic characteristic value (IL, Co, n, Rsh) by solving a nonlinear simultaneous equation with the basic characteristic value as an unknown.
Next, by applying these calculated values, the characteristic value Rs of the solar cell module, the conditions of the standard state (irradiation intensity 1 kW / m 2 , temperature 25 ° C.), constants (E g , K 0 , q), The relational expression between the voltage V and the current I is obtained from the basic formula (improved) of the solar cell, that is, each value of the current with respect to a large number of voltages is obtained. Calculate
Create a voltage-current curve of the solar cell module in the reference state,
Calculate the photovoltaic power generation simulation that applies the method of obtaining the voltage-current curve under the specified conditions (solar intensity and module temperature) using the conversion formula.
請求項２の方法は、
「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」において、
｛０１｝太陽電池基本式（改）から、電圧Ｖ、電流Ｉ、日射強度１ｋＷ／ｍ２ での光起電流ＩＬ、飽和電流温度係数Ｃｏ、接合定数ｎ、並列抵抗Ｒｓｈ、直列抵抗Ｒｓ、太陽電池モジュール温度Ｔ （絶対温度）、１モジュールを構成するセル数ｍ、定数（Ｅg，Ｋ０，q）を含んだ関数：
Ｆｕｎｃ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ） ＝ ＩＬ − ＣｏＴ３ ｅｘｐ（−ｑＥｇ＊ｍ／ｎｋｏＴ）＊（ｅｘｐ（ ｑ＊（Ｖ＋Ｒｓ＊Ｉ）／（ｎ＊ｋｏ＊Ｔ） ）−１） − （Ｖ＋Ｒｓ＊Ｉ）／ Ｒｓｈ − Ｉ を作成し、次に、
｛０２｝該関数Ｆｕｎｃ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）を変数Ｖで微分した
関数：Ｄｉｖ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）を作成し、
｛０３｝太陽電池の基準状態（モジュール温度Ｔａ（２９８Ｋ（ｔａ＝２５℃））、日射強度Ｅａ（１ｋＷ／ｍ２））での特性値である、短絡電流Ｉｓｃ、最適電流Ｉｏｐ 、最適電圧Ｖｏｐ 、開放電圧Ｖｏｃの点Ｐ１（０，Ｉｓｃ），Ｐ２（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ），Ｐ３（Ｖｏｃ，０）を選択し、
｛０４｝前記の関数Ｆｕｎｃ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）＝ ０のＴに基準状態の温度Ｔａ（２９８Ｋ），前記Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の点の値を代入し、ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈを未知数とする
関係式：Ｆｕｎｃ（０，Ｉｓｃ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
関係式：Ｆｕｎｃ（Ｖｏｃａ，０，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
関係式：Ｆｕｎｃ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０ を作成し、
｛０５｝前記関数Ｄｉｖ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）＝ ０ に、基準状態の温度Ｔａ（２９８Ｋ）を代入して、ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈを未知数とする、関係式：
Ｄｉｖ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０を作成し、つぎに、
｛０６｝前記５つの関係式：
Ｆｕｎｃ（０，Ｉｓｃ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，Ｆｕｎｃ（Ｖｏｃ，０，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
Ｆｕｎｃ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，Ｄｉｖ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
を満たす解Ａ（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）を、ニュートン法などの非線形解法のプログラムによって算出し、つぎに、
｛０７｝これらの値（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）を前記の太陽電池基本式（改）に再び代入し、基準状態(日射強度1kＷ/ｍ2 ,太陽電池温度25℃）における電圧Ｖ−電流Ｉカーブを作成し、
このカーブ上の電圧Va−電流Ia値（約４０〜５０点）について、指定条件の日射強度（Ｅｊ）・太陽電池温度（ｔｊ）と該太陽電池特性値（α,β,Rs,Ｋ）を使い、次の変換式により、指定条件の電圧Vk−電流Ik値に変換し、
Ｉk = Ia + Isca*(Eｊ/Ea - 1) + α*(tｊ - ta) （１）
Vk = Va + β*(tｊ - ta) - Rs*(Ik - Ia) - K*Ik*(tｊ - ta) （２）
これらの電圧V-電流Ｉ値の組を多数求め、これらを結んで指定条件における電圧−電流カーブ（Ｉ−Ｖカーブ）を作成する方法
を適用する太陽光発電量シミュレーション計算する。
The method of claim 2 comprises:
In "Solar Power Generation Simulation Program"
{01} From the solar cell basic formula (revised), voltage V, current I, photovoltaic current IL at a solar radiation intensity of 1 kW / m 2 , saturation current temperature coefficient Co, junction constant n, parallel resistance Rsh, series resistance Rs, solar Battery module temperature T (absolute temperature), a function including the number m of cells constituting one module, and constants (E g , K 0 , q):
Func (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) = IL−CoT 3 exp (−qEg * m / nkoT) * (exp (q * (V + Rs * I) / (n * ko * T)) -1)-(V + Rs * I) / Rsh-I,
{02} A function obtained by differentiating the function Func (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) with a variable V: Div (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) is created.
{03} Solar cell reference values (module temperature Ta (298 K (ta = 25 ° C.)), solar radiation intensity Ea (1 kW / m 2 )), short circuit current Isc, optimum current Iop, optimum voltage Vop , Select points P1 (0, Isc), P2 (Vop, Iop), P3 (Voc, 0) of the open circuit voltage Voc,
{04} Substituting the reference state temperature Ta (298K) and the values of the points P1, P2, and P3 into T of the function Func (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) = 0. Relational expression with IL, Co, n, and Rsh as unknowns: Func (0, Isc, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
Relational expression: Func (Voca, 0, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
The relational expression: Func (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0 is created,
{05} Substitute the temperature Ta (298 K) of the reference state into the function Div (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) = 0, and make IL, Co, n, Rsh unknown. Relational expression:
Create Div (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0, then
{06} The five relational expressions:
Func (0, Isc, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0, Func (Voc, 0, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
Func (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0, Div (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
A solution A (IL, Co, n, Rsh) satisfying the above is calculated by a program of a nonlinear solution such as Newton's method,
{07} These values (IL, Co, n, Rsh) are substituted into the above solar cell basic formula (revised), and the voltage V− in the reference state (intensity of solar radiation 1 kW / m 2 , solar cell temperature 25 ° C.) Create a current I curve,
Regarding the voltage V a -current I a value (about 40 to 50 points) on this curve, the solar radiation intensity (Ej) / solar cell temperature (tj) and the solar cell characteristic values (α, β, Rs, K) under specified conditions ) And convert to the specified voltage Vk-current Ik value using the following conversion formula:
Ik = I a + Isca * (Ej / Ea-1) + α * (tj-ta) (1)
Vk = Va + β * (tj-ta)-Rs * (Ik-Ia)-K * Ik * (tj-ta) (2)
A large number of sets of these voltage V-current I values are obtained, and a photovoltaic power generation simulation calculation applying a method of creating a voltage-current curve (IV curve) under specified conditions by connecting them is calculated.
請求項３の方法は、
「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」における、
フィールドに設置した太陽電池モジュールの月・年間発電量の計算で、周囲の太陽光の障害物（山、樹木、建物、設備、電柱など）の陰による影響を正確に反映する算出方法に関して、
当該設置場所における月平均時刻（３０分）別に太陽高度・方位計算をして描いた図に、該設備設置場所周囲の該障害物の最高高度（上端）の点を結んで描いた線を重ねて描き、
各方位について、太陽高度より高い障害物がある場合は障害物の陰が生じるとして、陰の種類（障害物までの距離、陰の濃さなど）に応じて太陽電池受光面日射量を減少する係数を、あらかじめ月平均時刻（３０分）別に決めて入力しておき、該係数をシミュレーション計算の途中結果である月平均時刻別太陽電池受光面日射量に乗じ、これを月平均時刻別太陽電池受光面日射量として使い、月・年間太陽光発電量をシミュレーション計算する。
The method of claim 3 comprises:
In "Solar Power Generation Simulation Program"
Regarding the calculation method that accurately reflects the influence of the surrounding sunlight obstacles (mountains, trees, buildings, facilities, utility poles, etc.) in the calculation of monthly and annual power generation of solar cell modules installed in the field,
Overlay the line drawn by connecting the points of the highest altitude (top) of the obstacle around the installation location on the figure drawn by calculating the solar altitude and direction according to the average monthly time (30 minutes) at the installation location. Draw
For each direction, if there is an obstacle higher than the solar altitude, the shade of the obstacle will be generated, and the solar cell light receiving surface solar radiation amount will be reduced according to the type of shade (distance to the obstacle, shade density, etc.) A coefficient is determined and input in advance for each month average time (30 minutes), and the coefficient is multiplied by the solar cell light-receiving surface solar radiation amount by month average time, which is an intermediate result of the simulation calculation. Use it as the amount of solar radiation on the light receiving surface, and calculate the monthly and annual solar power generation by simulation.
請求項４の方法は、
「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」における、
フィールドに設置された多数の太陽電池モジュールにより構成された太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）の月・年間発電量を、陰の影響を反映して正確に算出する方法に関して、
各太陽電池モジュールについて、請求項３の計算方法により計算した結果を、多数の太陽電池モジュールで構成されている設備全体（太陽電池アレイ）に拡大して自動計算するものであり、各太陽電池モジュールにつき、事前に入力された月平均時刻別の「受光面日射量減少率」を使い、太陽電池モジュールごとに計算された月平均時刻別の受光面日射量に該減少率を乗じた値で該受光面日射量を置き換えて発電量を計算し、この太陽電池モジュールでの値を設備全体にわたって積算することにより太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）での月・年間太陽光発電量を正確にシミュレーション計算できるため、
・ 大規模な太陽光発電設備であると共に、周りの陰が大きく複雑な場合
・ 周りの陰が大きく複雑なため、太陽電池モジュールの直列構成（ストリング）の影響が大きい場合
などに、発電量の計算結果が正確に計算されるため、効果が大きい方法
を使った太陽光発電量シミュレーション計算する。
The method of claim 4 comprises:
In "Solar Power Generation Simulation Program"
Regarding a method for accurately calculating the monthly and annual power generation amount of the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) composed of a large number of solar cell modules installed in the field, reflecting the influence of the shadow,
For each solar cell module, the result calculated by the calculation method of claim 3 is automatically calculated by expanding the entire facility (solar cell array) composed of a large number of solar cell modules. For each of the solar cell modules, the light receiving surface solar radiation amount calculated for each solar cell module is multiplied by the decrease rate using the monthly average light receiving surface solar radiation decrease rate that is input in advance. By calculating the amount of power generation by replacing the amount of solar radiation on the light-receiving surface, and accumulating the value of this solar cell module over the entire facility, the monthly and annual solar power generation amount of the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) can be accurately determined. Because simulation can be calculated
・ When it is a large-scale photovoltaic power generation facility and the shade around it is large and complex ・ The shade around it is large and complicated, so the amount of power generation is large when the influence of the series configuration (string) of solar cell modules is large. Since the calculation result is calculated accurately, the photovoltaic power generation simulation calculation using a method having a large effect is performed.
請求項５の方法は、
「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」における、
フィールドに設置された多数の太陽電池モジュールにより構成された太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）の月・年間発電量を、陰、直流電圧の影響を反映して正確に算出する方法に関して、
太陽電池モジュールが直列構成された回路（ストリング）の一部の太陽電池モジュールに陰の影響による大幅な受光面日射量の減少が発生した場合、同一ストリング内の他の太陽電池モジュールにも同程度の受光面日射量の減少があるとして、請求項４の方法で太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）で実施する月・年間太陽光発電量シミュレーション計算する。
The method of claim 5 comprises:
In "Solar Power Generation Simulation Program"
Regarding a method for accurately calculating the monthly and annual power generation of the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) composed of a large number of solar cell modules installed in the field, reflecting the influence of negative and direct voltage,
If a significant decrease in the amount of solar radiation on the light-receiving surface occurs due to the negative influence on some solar cell modules in the circuit (string) in which the solar cell modules are configured in series, the same applies to other solar cell modules in the same string. Assuming that there is a decrease in the amount of solar radiation on the light receiving surface, a monthly / annual photovoltaic power generation amount simulation calculation performed on the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) by the method of claim 4 is performed.
ここで、請求項等に関連が深い基本的な言葉、基本事項などの説明を実施する。
〇太陽電池
太陽電池は、結晶系太陽電池（単結晶系、多結晶系）、非結晶系（アモルファス太陽電池）、化合物系などに分類される。なお、結晶系太陽電池では、本発明の基となる主要技術である「実用的Ｉ−Ｖカーブ作成法」が適用できることが確認されている（非特許文献８など）。一般に、太陽電池はその構成により、小〜大により次のように呼ばれている。
太陽電池セル（太陽電池の基本単位）→太陽電池モジュール（太陽電池セルが数10枚程度で構成されている）→太陽電池アレイ（太陽電池モジュール数拾〜数百枚程度以上で構成されている）
Here, basic words and basic matters that are closely related to the claims will be explained.
O Solar cells Solar cells are classified into crystalline solar cells (single crystal and polycrystalline), amorphous (amorphous solar cells), and compound systems. In addition, it has been confirmed that the “practical IV curve creation method”, which is the main technology on which the present invention is based, can be applied to crystalline solar cells (Non-patent Document 8, etc.). In general, a solar cell is called as follows from small to large depending on its configuration.
Solar cell (basic unit of solar cell) → Solar cell module (consisting of several tens of solar cells) → Solar cell array (consisting of several solar cell modules to several hundred or more) )
〇住宅用太陽光発電システム
太陽電池を使った太陽光発電システムの代表的なものは、住宅用太陽光発電システムである。すなわち、太陽電池アレイで発電した直流電力はパワーコンディショナーにより交流に変換され、負荷電力で消費された残りは余剰電力として電力系統に逆潮流される構成である。その太陽電池の規模はいろいろで、用途も住宅（個別住宅・集合住宅），産業用など種々で、連系している送配電線の電圧も低圧・高圧・特高がある。
O Residential solar power generation system A typical solar power generation system using solar cells is a residential solar power generation system. That is, the DC power generated by the solar cell array is converted to AC by the power conditioner, and the remainder consumed by the load power is reversely flowed to the power system as surplus power. The scale of the solar cell is various, and the usage is various such as residential (individual housing / collective housing), industrial, etc., and the voltage of the power transmission / distribution line is low, high and extra high.
〇太陽電池の電圧−電流曲線（Ｉ−Ｖカーブ）と電圧−電力曲線（Ｐ−Ｖカーブ）
図８は、太陽電池の基本的な特性である、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係（実線：Ｉ−Ｖカーブ）および、出力電圧と出力電力の関係（破線：Ｐ−Ｖカーブ）を示したものである。Ｐ−ＶカーブはＩ−Ｖカーブの電圧における電流を電圧にかけて電力をもとめることにより容易に作成することができる。そして、Ｐ−Ｖカーブの最大の電力を最大出力（Pmax）という。Ｉ−Ｖカーブは通常太陽電池モジュール単位で作成し、出力（発電電力）を求める。また太陽電池アレイの出力は、アレイを構成する直並列のモジュール数を掛けてアレイの出力を求めることができる。本発明では、個々の太陽電池モジュールの発電量を合成することについても述べている。一般に太陽電池モジュールは基準状態（日射強度1ｋＷ，太陽電池温度25℃の条件の状態）などの特性値（下記）と、基準状態などの特性曲線（Ｉ−Ｖカーブ、Ｐ−Ｖカーブ）によりその特性を表示する。
なお、Ｉ−Ｖカーブ、Ｐ−Ｖカーブは、本来は電圧―電流を瞬間的に測定した値により作成される曲線のことであるが、一定の短時間（1分、10分30分、1時間など）の平均日射強度・太陽電池モジュール温度条件における、Ｉ−ＶカーブやＰ−Ｖカーブについても扱うことがある。
〇 Solar cell voltage-current curve (IV curve) and voltage-power curve (PV curve)
FIG. 8 shows the relationship between the output voltage and output current of the solar cell (solid line: IV curve) and the relationship between the output voltage and output power (broken line: PV curve), which are basic characteristics of the solar cell. It is shown. The PV curve can be easily created by determining the power by applying the current at the voltage of the IV curve to the voltage. The maximum power of the PV curve is called maximum output (Pmax). The IV curve is usually created for each solar cell module, and the output (generated power) is obtained. The output of the solar cell array can be obtained by multiplying the number of series-parallel modules constituting the array. The present invention also describes synthesizing the power generation amount of individual solar cell modules. In general, a solar cell module has a characteristic value (described below) such as a reference state (condition of solar radiation intensity 1 kW, solar cell temperature 25 ° C.) and a characteristic curve (IV curve, PV curve) such as a reference state. Display characteristics.
The IV curve and the PV curve are originally curves created by instantaneously measuring voltage-current. However, the curve is constant for a short time (1 minute, 10 minutes 30 minutes, 1 The IV curve and the PV curve in the average solar radiation intensity and the solar cell module temperature condition of time etc. may be dealt with.
○太陽電池特性値
本発明では、太陽電池特性値は次のように、４つに使い分けている
・太陽電池基本特性値…C0（飽和電流温度係数）、IL（光起電流）、
I0（飽和電流）、Rsh（並列抵抗）、ｎ（接合定数）
・定数…K0（ボルツマン定数）、ｑ（電子の電荷量）、Eg（エネルギーギャップ）、
・太陽電池モジュール特性値…Isc（短絡電流），Ｉop（最大出力動作電流）、
Vop（最大出力動作電圧）、Voc（開放電圧）
・太陽電池温度等特性値…α（短絡電流の温度変動値）、β（開放電圧の温度変動値）、
Ｒs（太陽電池直列抵抗）、K（曲線補正因子）
○ Solar cell characteristic value In the present invention, the solar cell characteristic value is divided into four types as follows:-Solar cell basic characteristic value: C0 (saturation current temperature coefficient), IL (photovoltaic current),
I0 (saturation current), Rsh (parallel resistance), n (junction constant)
・ Constant: K0 (Boltzmann constant), q (electron charge), Eg (energy gap),
・ Solar cell module characteristic values: Isc (short circuit current), Iop (maximum output operating current),
Vop (maximum output operating voltage), Voc (open voltage)
・ Characteristic values such as solar cell temperature: α (temperature fluctuation value of short circuit current), β (temperature fluctuation value of open circuit voltage),
Rs (solar cell series resistance), K (curve correction factor)
〇「実用的Ｉ−Ｖカーブ作成法」の概要
任意の日射強度・太陽電池温度におけるＩ−Ｖカーブを作成する方法（Ｉ−Ｖカーブ作成法）は、太陽光発電システムの発電量の推定・評価の基本技術である。本特許出願の発明者は既に２つの方法を開発している（特許文献１，２、非特許文献８など）。ここではそのうちの１つである「実用的Ｉ−Ｖカーブ作成法」の概要を図９により説明する。作成方法は次の２つの過程により構成されている。
標準太陽電池（基準となる太陽電池）のＩ−Ｖカーブを計算対象太陽電池モジュールのＦＦ（曲線因子：＝太陽電池定格出力÷短絡電流÷開放電圧）になるように、Ｉ−Ｖカーブを変換する（図９の左側（ａ）の図）。
上記Ｉ−Ｖカーブを、任意の日射強度・太陽電池温度条件のＩ−Ｖカーブに次の変換式により変換する（図９の右側（ｂ）の図）。
Ｉ2＝Ｉ1＋Ｉsc（E2/E1−1）＋α（T2−T1） ……（１）
V2＝V1＋β（T2−T1）−Rs（I2−I1）−K・I2（T2−T1） ……（２）
ここに、α：温度が１℃変化したときのIscの変動値（A/℃）
β：温度が１℃変化したときのVocの変動値（V/℃） Isc：短絡電流（A）
Rs：太陽電池モジュールの直列抵抗（Ω） K：曲線補正因子（Ω/℃）
但し、I1、V1、E1、T1は基準状態の電流（A）、電圧（V）、日射量（ｋW/ｍ2）、太陽電
池温度（℃）であり、I2、V2、E2、T2は測定時のそれぞれの値である。
上記変換式は、後述のＩ−Ｖカーブトレーサに使われている「ＪＩＳの補正式」とは異なり、優れた式であることを示すため、図１０の一覧表を示す。すなわち上記式（１）、（２）は、広い日射強度にわたり精度よく適用できると共に、必要な日射強度・太陽電池温度のＩ−Ｖカーブの作成に結びつくため、発電電力量による太陽電池評価が可能となる。
〇 Outline of “Practical IV Curve Creation Method” The method of creating an IV curve at any solar radiation intensity and solar cell temperature (IV curve creation method) is to estimate the amount of power generated by the photovoltaic power generation system. This is the basic technology for evaluation. The inventor of this patent application has already developed two methods (Patent Documents 1 and 2, Non-Patent Document 8, etc.). Here, an outline of “practical IV curve creation method” as one of them will be described with reference to FIG. The creation method is composed of the following two processes.
Convert IV curve so that IV curve of standard solar cell (reference solar cell) becomes FF (curve factor: = solar cell rated output ÷ short circuit current ÷ open circuit voltage) of target solar cell module (The figure on the left side (a) of FIG. 9).
The above IV curve is converted into an IV curve of an arbitrary solar radiation intensity / solar cell temperature condition by the following conversion formula (the diagram on the right side (b) of FIG. 9).
I 2 = I 1 + Isc (E 2 / E 1 −1) + α (T 2 −T 1 ) (1)
V 2 = V 1 + β (T 2 −T 1 ) −Rs (I 2 −I 1 ) −K · I 2 (T 2 −T 1 ) (2)
Where α: Isc fluctuation value when temperature changes by 1 ° C (A / ° C)
β: Fluctuation value of Voc when the temperature changes by 1 ° C (V / ° C) Isc: Short-circuit current (A)
Rs: Series resistance of solar cell module (Ω) K: Curve correction factor (Ω / ° C)
However, I 1 , V 1 , E 1 , T 1 are current (A), voltage (V), solar radiation (kW / m 2 ), solar cell temperature (° C) in the standard state, I 2 , V 2 , E 2 and T 2 are values at the time of measurement.
The above conversion formula is different from the “JIS correction formula” used in the IV curve tracer described later, and the table shown in FIG. In other words, the above formulas (1) and (2) can be applied with high accuracy over a wide range of solar radiation intensity, and can lead to the creation of an IV curve for the necessary solar radiation intensity and solar cell temperature. It becomes.
〇「理論式によるＩ−Ｖカーブ作成法」の概要
上記Ｉ−Ｖカーブ作成法の２つ目の方法で、太陽電池の基本式（次式）を使いＩ−Ｖカーブを作成する方法であり、この方法の基本は図１１のとおりである（非特許文献９）。なお、今回の請求項１、２の発明はこの方法のひとつの発展・応用である。
理論式の基本は、太陽電池基本式をその太陽電池基本特性値（C0、IL、Rsh、ｎ）について解くことにより、Ｉ−Ｖカーブを作成する方法である。
I＝IL−I0＊{exp(ｑ(V＋Rs・I)/ｎK0・T)−１}−(V＋Rs・I)/Rsh
I0＝C0・T３exp(−ｑEg/ｎK0T)
ここに、I：出力電流（A） C0：飽和電流温度係数 V：出力電圧（V）
Eg：エネルギーギャップ（eV） IL:：光起電流（A） T：太陽電池素子温度（K）
I0：飽和電流（A） K0：ボルツマン定数（J/K） Rs：直列抵抗（Ω）
ｑ：電子の電荷量（C） Rsh：並列抵抗（Ω） ｎ：接合定数
すなわち、
太陽電池温度25℃における太陽電池特性値（Isc、Ｉop、Vop、Voc）などから２５℃における太陽電池基本特性値（C0、IL、Rsh、ｎ）をニュートン・ラプソン法で解く。
太陽電池温度55℃における太陽電池特性値を得て、同様に太陽電池基本特性値をニュートン・ラプソン法で解く。
直線補間などにより必要な温度の太陽電池基本特性値を求める。
上記基本特性値を使い、再びニュートン・ラプソン法により、電圧―電流の多くの組を計算し、Ｉ−Ｖカーブを作成する。
〇 Outline of “IV curve creation method based on theoretical formula” This is a method of creating an IV curve using the basic formula of solar cell (following formula) in the second method of the above IV curve creation method. The basis of this method is as shown in FIG. 11 (Non-Patent Document 9). The present inventions of claims 1 and 2 are one development and application of this method.
The basis of the theoretical formula is a method of creating an IV curve by solving the basic formula of the solar cell with respect to the basic characteristic values (C0, IL, Rsh, n) of the solar cell.
I = IL-I0 * {exp (q (V + Rs.I) /nK0.T) -1}-(V + Rs.I) / Rsh
I0 = C0 · T 3 exp (−qEg / nK0T)
Where I: Output current (A) C0: Saturation current temperature coefficient V: Output voltage (V)
Eg: Energy gap (eV) IL :: Photovoltaic current (A) T: Solar cell element temperature (K)
I0: Saturation current (A) K0: Boltzmann constant (J / K) Rs: Series resistance (Ω)
q: charge amount of electrons (C) Rsh: parallel resistance (Ω) n: junction constant
The solar cell basic characteristic values (C0, IL, Rsh, n) at 25 ° C. are solved by the Newton-Raphson method from the solar cell characteristic values (Isc, Iop, Vop, Voc) at a solar cell temperature of 25 ° C.
A solar cell characteristic value at a solar cell temperature of 55 ° C. is obtained, and similarly, the basic characteristic value of the solar cell is solved by the Newton-Raphson method.
The basic characteristic value of the solar cell at the required temperature is obtained by linear interpolation.
Using the above basic characteristic values, a number of voltage-current pairs are calculated again by the Newton-Raphson method, and an IV curve is created.
〇「太陽光発電量シミュレーション計算プログラム」
本特許出願の発明者が開発した、精度と汎用性の高い「年間発電量シミュレーション計算プログラム」のブロック図を、図５に示す。プログラムは３つのサブプログラム（「受光面日射エネルギー算出サブプログラム」、「太陽電池モジュール温度算出サブプログラム」、「太陽電池出力算出サブプログラム」）で構成されている。月ごと時刻（30分）別に平均日射強度と太陽電池温度を算出し、Ｉ−Ｖカーブ作成法により出力を計算し、月ごとおよび年間集計して発電量を算出している（非特許文献８）。
* "Solar power generation simulation calculation program"
FIG. 5 shows a block diagram of an “annual power generation simulation calculation program” developed by the inventors of the present patent application and having high accuracy and versatility. The program includes three subprograms (“light-receiving surface solar energy calculation subprogram”, “solar cell module temperature calculation subprogram”, and “solar cell output calculation subprogram”). The average solar radiation intensity and the solar cell temperature are calculated for each time (30 minutes) every month, the output is calculated by the IV curve creation method, and the power generation amount is calculated by monthly and yearly aggregation (Non-patent Document 8). ).
〇時刻別平均日射強度の計算方法
上記「受光面日射エネルギー算出サブプログラム」において、月平均１日合計日射量から月平均時刻別の平均日射強度を算出する場合に適用する方法で、その原理を図７に示す。すなわち、１日の日射の動きを、２つのサインカーブを組合せた曲線により模擬して時刻ごとの日射強度を求める方法である。精度向上のため1時間ごとでなく、30分ごとの平均日射強度の値を計算している（特許文献３参照）。
〇Calculation method of average solar radiation intensity by time In the above “light-receiving surface solar energy calculation subprogram”, this method is applied when calculating the average solar radiation intensity by monthly average time from the monthly average daily solar radiation amount. As shown in FIG. In other words, it is a method of obtaining the solar radiation intensity at each time by simulating the movement of the solar radiation of the day by a curve obtained by combining two sine curves. The average solar radiation intensity value is calculated every 30 minutes instead of every hour for accuracy improvement (see Patent Document 3).
〇太陽電池温度
太陽電池モジュール温度とも呼ばれ、通常は太陽電池モジュールの裏面の中央位置に埋め込み又は、張りつけた熱電対により測定される。計算処理に使われる温度の単位は、通常摂氏ｔ（℃）であるが、太陽電池基本式の中で使うときは絶対温度T（K（ケルビン）：＝ｔ＋273）を使う。
O Solar cell temperature It is also called the solar cell module temperature, and is usually measured by a thermocouple embedded or attached to the center of the back surface of the solar cell module. The unit of temperature used for the calculation process is usually centigrade t (° C.), but when used in the solar cell basic formula, the absolute temperature T (K (Kelvin): = t + 273) is used.
〇日射量と電力量
各瞬間における日射の大きさを日射強度（ｋＷ）と、ある時間における日射の量を日射量（ｋＷｈ）と呼ぶ。又、電力でも各瞬間の大きさは電力（ｋＷ）と、ある時間における電力の量は電力量（ｋＷｈ）と呼ぶ。このことは一般にも使われている言葉ではあるが、本発明では混同すると混乱が起こるため、あえてはっきりと区分して言葉を使用している。
The amount of solar radiation at each moment is called solar radiation intensity (kW), and the amount of solar radiation at a certain time is called solar radiation amount (kWh). Also, in the case of power, the magnitude of each moment is called power (kW), and the amount of power at a certain time is called power (kWh). This is a commonly used word, but in the present invention, confusion occurs when confused, so the word is used with a clear distinction.
〇ニュートン法（ニュ―トン・ラプソン法）
太陽電池の基本式は非線型の式であるため、解析的な方法では一般に式を解く事ができない。そこで種々の数値計算方法のうち、ニュートン法を適用した。当初は未知数を１個の形に整理して解き、順次その他の未知数を解いた（非特許文献９参照）。しかし、未知数の増加とともに、このような方法では解くことができなくなったので、連立方程式のニュートン・ラプソン法を適用することとした。
* Newton method (Newton-Raphson method)
Since the basic formula of a solar cell is a non-linear formula, the formula cannot generally be solved by an analytical method. Therefore, Newton's method was applied among various numerical calculation methods. At first, the unknowns were arranged and solved in one form, and the other unknowns were solved sequentially (see Non-Patent Document 9). However, as the number of unknowns increased, it became impossible to solve by this method, so the Newton-Raphson method of simultaneous equations was applied.
○ストリング
通常、太陽光発電設備は太陽電池モジュールが複数個直列に結合されて（この直列に結合された回路をストリングという）、そしてこの回路が複数並列に結合されてパワーコンディショナーに接続されている。この場合、直列に結合された太陽電池モジュールの一部に陰がかかっても、直列回路構成であるため、そのストリング全体の発電量が大きい影響を受ける。
○ String Usually, in photovoltaic power generation facilities, a plurality of solar cell modules are connected in series (a circuit connected in series is called a string), and a plurality of these circuits are connected in parallel and connected to a power conditioner. . In this case, even if a part of the solar cell modules coupled in series is shaded, the power generation amount of the entire string is greatly influenced by the series circuit configuration.
・ 請求項１、２により、発電量の計算のベースとなる太陽電池モジュールのI−Vカーブが単結晶の一般的なものであるのに対して、本発明により、適用する個々の太陽電池モジュールの特性に合ったI−Vカーブを使うことにより、より適合した発電量の計算結果となることと考える。したがって、特色のある太陽電池などには特に効果が多きいものと考える。
・ 請求項３、４、５により、個々の太陽電池モジュールの周辺の陰による影響を計算し求め、これらを集計することにより各太陽電池モジュールの場所の差による陰への影響も反映した緻密な計算結果が得られる。また、太陽電池が構成するストリングの影響を反映した計算結果も得られる。
そのため、周囲の陰となる障害物の除去やストリングの構成・結線による影響を数値で評価できるため、その設計・変更の場合、陰となる障害物の撤去による発電量の増加を予想できる。またすでに建設している設備に対しては、設備の最適なストリングに変更、改造、障害物の除去などによる効果を数値で評価できるため、工事の経済性検討にも役立つ。
According to claims 1 and 2, each solar cell module to which the present invention is applied is compared with the case where the IV curve of the solar cell module serving as a base for calculation of the amount of power generation is a general single crystal. By using an IV curve that matches the characteristics of the power generation, it is considered that the calculation result of the power generation amount is more suitable. Therefore, it is considered that the effect is particularly great for a characteristic solar cell or the like.
According to claims 3, 4, and 5, the influence of shadows around individual solar cell modules is calculated and calculated, and these are aggregated to accurately reflect the influence of shadows due to differences in the location of each solar cell module. A calculation result is obtained. Moreover, the calculation result reflecting the influence of the string which a solar cell comprises is also obtained.
Therefore, since the influence of the removal of the surrounding shadow and the configuration / connection of the string can be evaluated numerically, in the case of the design / change, an increase in the power generation amount due to the removal of the shadow obstacle can be expected. In addition, for equipment that has already been constructed, it is possible to evaluate the effects of changing to an optimal string of equipment, remodeling, removing obstacles, etc., so that it is useful for studying the economics of construction.
関連図面を中心に実施例を述べる。
図１において、同一メーカの同一型式の太陽電池モジュール（定格容量や変換効率が異なる場合）については、ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈを算出した値について、この値を容量や変換効率で調整した後再び太陽電池基本式に代入し、基準状態のI-Vカーブを作成する方法もある。
図３において、シミュレーション計算の月平均時刻別の受光面日射量に減少率を乗じるとしているが、受光面日射量を構成する受光面直達日射量、受光面散乱日射量、受光面反射日射量に、あらかじめ決められ入力されているそれぞれの減少率を乗じて計算し、合成する方法もある。
図４において、同一ストリングを構成する太陽電池モジュールのうち陰による出力低下があると、ストリング全体の出力低下に結びつく。この場合、直流回路のための電流制限だけでなく、ストリングの電圧低下による影響も考えられる。そのため上記出力低下した太陽電池モジュールの「受光面日射量減少率」を同じストリング内の太陽電池モジュールにも適用することもある。
An embodiment will be described with reference to related drawings.
In FIG. 1, for solar cell modules of the same type made by the same manufacturer (when the rated capacity and conversion efficiency are different), the values calculated for IL, Co, n, and Rsh are adjusted by the capacity and conversion efficiency. There is also a method of substituting again into the basic formula of the solar cell and creating a reference state IV curve.
In FIG. 3, it is assumed that the light receiving surface solar radiation amount for each month average time of the simulation calculation is multiplied by the reduction rate. There is also a method of calculating by multiplying the respective reduction rates determined in advance and combining them.
In FIG. 4, if there is a decrease in output due to shade among the solar cell modules constituting the same string, the output of the entire string is reduced. In this case, not only the current limitation for the DC circuit but also the influence due to the voltage drop of the string can be considered. Therefore, the “light-receiving surface solar radiation amount decrease rate” of the solar cell module whose output is reduced may be applied to the solar cell modules in the same string.
Claims (5)
太陽電池基本式（改）：
Ｉ＝ＩＬ−Ｉ０｛exp（q（Ｖ＋ＲＳＩ）/nＫ0Ｔ）−１｝−（Ｖ＋ＲＳＩ）/ＲＳｈ
Ｉ０＝Ｃ０Ｔ３exp（−qＥgm/nＫ０Ｔ）
（q；電子の電荷量、Ｋ０；ボルツマン定数、n；接合定数；Ｃ０；飽和電流温度係数、
ＩＬ；光起電流、Ｅg；エネルギーギャップ、ＲＳｈ；並列抵抗、ＲＳ；直列抵抗
ｍ；１モジュールを構成するセル数）
の中の基本特性値（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）に関して、
該太陽電池モジュールの基準状態（日射強度１ｋＷ/ｍ２、太陽電池温度２５℃）における短絡電流の点Ｐ１（０，Ｉｓｃ），最大出力の点Ｐ２（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ），開放電圧の点Ｐ３（Ｖｏｃ，０）の値を使い、該基本特性値を未知数とする非線形の連立方程式を解くことによりその基本特性値（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）を算出し、
次に、これらの算出値と該太陽電池モジュールの特性値Ｒｓおよび基準状態（日射強度１ｋW/ｍ 2、温度２５℃）の条件、定数（Ｅg，Ｋ０，q）を適用することにより、太陽電池基本式（改）から電圧Ｖと電流Iの関係式が得られ、すなわち、多数の電圧に対する電流の各値が得られることから、電圧Ｖと電流Ｉの組（４０〜５０組）を算出し、
基準状態における該太陽電池モジュールの電圧−電流カーブを作成し、さらに、
変換式により指定条件（日射強度・モジュール温度）の電圧―電流カーブを得る方法
を適用する太陽光発電量シミュレーション計算方法。 In "Solar Power Generation Simulation Program"
Solar cell basic formula (revised):
I = I L −I 0 {exp (q (V + R S I) / nK 0 T) −1} − (V + R S I) / R Sh
I 0 = C 0 T 3 exp (−qE g m / nK 0 T)
(Q: electron charge, K 0 ; Boltzmann constant, n: junction constant; C 0 ; saturation current temperature coefficient,
I L ; photovoltaic current, E g ; energy gap, R Sh ; parallel resistance, R S ; series resistance m; number of cells constituting one module)
Regarding the basic characteristic values (IL, Co, n, Rsh) in
The short-circuit current point P1 (0, Isc), the maximum output point P2 (Vop, Iop), and the open-circuit voltage point P3 (in the solar cell module in the standard state (solar radiation intensity 1 kW / m 2 , solar cell temperature 25 ° C.) Voc, 0) is used to calculate a basic characteristic value (IL, Co, n, Rsh) by solving a nonlinear simultaneous equation with the basic characteristic value as an unknown.
Next, by applying these calculated values, the characteristic value Rs of the solar cell module, the conditions of the standard state (irradiation intensity 1 kW / m 2 , temperature 25 ° C.), constants (E g , K 0 , q), The relational expression between the voltage V and the current I is obtained from the basic formula (improved) of the solar cell, that is, each value of the current with respect to a large number of voltages is obtained. Calculate
Create a voltage-current curve of the solar cell module in the reference state,
A photovoltaic power generation simulation calculation method that applies a method of obtaining a voltage-current curve under specified conditions (intensity of solar radiation and module temperature) using a conversion formula.
｛０１｝太陽電池基本式（改）から、電圧Ｖ、電流Ｉ、日射強度１ｋＷ／ｍ２ での光起電流ＩＬ、飽和電流温度係数Ｃｏ、接合定数ｎ、並列抵抗Ｒｓｈ、直列抵抗Ｒｓ、太陽電池モジュール温度Ｔ （絶対温度）、１モジュールを構成するセル数ｍ、定数（Ｅg，Ｋ０，q）を含んだ関数：
Ｆｕｎｃ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ） ＝ ＩＬ − ＣｏＴ３ ｅｘｐ（−ｑＥｇ＊ｍ／ｎｋｏＴ）＊（ｅｘｐ（ ｑ＊（Ｖ＋Ｒｓ＊Ｉ）／（ｎ＊ｋｏ＊Ｔ） ）−１） − （Ｖ＋Ｒｓ＊Ｉ）／ Ｒｓｈ − Ｉ を作成し、次に、
｛０２｝該関数Ｆｕｎｃ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）を変数Ｖで微分した
関数：Ｄｉｖ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）を作成し、
｛０３｝太陽電池の基準状態（モジュール温度Ｔａ（２９８Ｋ（ｔａ＝２５℃））、日射強度Ｅａ（１ｋＷ／ｍ２））での特性値である、短絡電流Ｉｓｃ、最適電流Ｉｏｐ 、最適電圧Ｖｏｐ 、開放電圧Ｖｏｃの点Ｐ１（０，Ｉｓｃ），Ｐ２（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ），Ｐ３（Ｖｏｃ，０）を選択し、
｛０４｝前記の関数Ｆｕｎｃ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）＝ ０のＴに基準状態の温度Ｔａ（２９８Ｋ），前記Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３の点の値を代入し、ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈを未知数とする
関係式：Ｆｕｎｃ（０，Ｉｓｃ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
関係式：Ｆｕｎｃ（Ｖｏｃａ，０，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
関係式：Ｆｕｎｃ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０ を作成し、
｛０５｝前記関数Ｄｉｖ（Ｖ，Ｉ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔ）＝ ０ に、基準状態の温度Ｔａ（２９８Ｋ）を代入して、ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈを未知数とする、関係式：
Ｄｉｖ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０を作成し、つぎに、
｛０６｝前記５つの関係式：
Ｆｕｎｃ（０，Ｉｓｃ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，Ｆｕｎｃ（Ｖｏｃ，０，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
Ｆｕｎｃ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，Ｄｉｖ（Ｖｏｐ，Ｉｏｐ，ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ，Ｔａ）＝ ０，
を満たす解Ａ（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）を、ニュートン法などの非線形解法のプログラムによって算出し、つぎに、
｛０７｝これらの値（ＩＬ，Ｃｏ，ｎ，Ｒｓｈ）を前記の太陽電池基本式（改）に再び代入し、基準状態(日射強度1kＷ/ｍ2 ,太陽電池温度25℃）における電圧Ｖ−電流Ｉカーブを作成し、
このカーブ上の電圧Va−電流Ia値（約４０〜５０点）について、指定条件の日射強度（Ｅｊ）・太陽電池温度（ｔｊ）と該太陽電池特性値（α,β,Rs,Ｋ）を使い、次の変換式により、指定条件の電圧Vk−電流Ik値に変換し、
Ｉk = Ia + Isca*(Eｊ/Ea - 1) + α*(tｊ - ta) （１）
Vk = Va + β*(tｊ - ta) - Rs*(Ik - Ia) - K*Ik*(tｊ - ta) （２）
これらの電圧V-電流Ｉ値の組を多数求め、これらを結んで指定条件における電圧−電流カーブ（Ｉ−Ｖカーブ）を作成する方法
を適用する太陽光発電量シミュレーション計算方法。
In "Solar Power Generation Simulation Program"
{01} From the solar cell basic formula (revised), voltage V, current I, photovoltaic current IL at a solar radiation intensity of 1 kW / m 2 , saturation current temperature coefficient Co, junction constant n, parallel resistance Rsh, series resistance Rs, solar Battery module temperature T (absolute temperature), a function including the number m of cells constituting one module, and constants (E g , K 0 , q):
Func (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) = IL−CoT 3 exp (−qEg * m / nkoT) * (exp (q * (V + Rs * I) / (n * ko * T)) -1)-(V + Rs * I) / Rsh-I,
{02} A function obtained by differentiating the function Func (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) with a variable V: Div (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) is created.
{03} Solar cell reference values (module temperature Ta (298 K (ta = 25 ° C.)), solar radiation intensity Ea (1 kW / m 2 )), short circuit current Isc, optimum current Iop, optimum voltage Vop , Select points P1 (0, Isc), P2 (Vop, Iop), P3 (Voc, 0) of the open circuit voltage Voc,
{04} Substituting the reference state temperature Ta (298K) and the values of the points P1, P2, and P3 into T of the function Func (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) = 0. Relational expression with IL, Co, n, and Rsh as unknowns: Func (0, Isc, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
Relational expression: Func (Voca, 0, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
The relational expression: Func (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0 is created,
{05} Substitute the temperature Ta (298 K) of the reference state into the function Div (V, I, IL, Co, n, Rsh, T) = 0, and make IL, Co, n, Rsh unknown. Relational expression:
Create Div (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0, then
{06} The five relational expressions:
Func (0, Isc, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0, Func (Voc, 0, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
Func (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0, Div (Vop, Iop, IL, Co, n, Rsh, Ta) = 0
A solution A (IL, Co, n, Rsh) satisfying the above is calculated by a program of a nonlinear solution such as Newton's method,
{07} These values (IL, Co, n, Rsh) are substituted into the above solar cell basic formula (revised), and the voltage V− in the reference state (intensity of solar radiation 1 kW / m 2 , solar cell temperature 25 ° C.) Create a current I curve,
Regarding the voltage V a -current I a value (about 40 to 50 points) on this curve, the solar radiation intensity (Ej) / solar cell temperature (tj) and the solar cell characteristic values (α, β, Rs, K) under specified conditions ) And convert to the specified voltage Vk-current Ik value using the following conversion formula:
Ik = I a + Isca * (Ej / Ea-1) + α * (tj-ta) (1)
Vk = Va + β * (tj-ta)-Rs * (Ik-Ia)-K * Ik * (tj-ta) (2)
A photovoltaic power generation amount simulation calculation method that applies a method of obtaining a large number of sets of these voltage V-current I values and connecting them to create a voltage-current curve (IV curve) under specified conditions.
フィールドに設置した太陽電池モジュールの月・年間発電量の計算で、周囲の太陽光の障害物（山、樹木、建物、設備、電柱など）の陰による影響を正確に反映する算出方法に関して、
当該設置場所における月平均時刻（３０分）別に太陽高度・方位計算をして描いた図に、該設備設置場所周囲の該障害物の最高高度（上端）の点を結んで描いた線を重ねて描き、
各方位について、太陽高度より高い障害物がある場合は障害物の陰が生じるとして、陰の種類（障害物までの距離、陰の濃さなど）に応じて太陽電池受光面日射量を減少する係数を、あらかじめ月平均時刻（３０分）別に決めて入力しておき、該係数をシミュレーション計算の途中結果である月平均時刻別太陽電池受光面日射量に乗じ、これを月平均時刻別太陽電池受光面日射量として使い、月・年間太陽光発電量をシミュレーション計算する方法。
In "Solar Power Generation Simulation Program"
Regarding the calculation method that accurately reflects the influence of the surrounding sunlight obstacles (mountains, trees, buildings, facilities, utility poles, etc.) in the calculation of monthly and annual power generation of solar cell modules installed in the field,
Overlay the line drawn by connecting the points of the highest altitude (top) of the obstacle around the installation location on the figure drawn by calculating the solar altitude and direction according to the average monthly time (30 minutes) at the installation location. Draw
For each direction, if there is an obstacle higher than the solar altitude, the shade of the obstacle will be generated, and the solar cell light receiving surface solar radiation amount will be reduced according to the type of shade (distance to the obstacle, shade density, etc.) A coefficient is determined and input in advance for each month average time (30 minutes), and the coefficient is multiplied by the solar cell light-receiving surface solar radiation amount by month average time, which is an intermediate result of the simulation calculation. A method of calculating monthly and annual solar power generation using simulation as the amount of solar radiation on the light receiving surface.
フィールドに設置された多数の太陽電池モジュールにより構成された太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）の月・年間発電量を、陰の影響を反映して正確に算出する方法に関して、
各太陽電池モジュールについて、請求項３の計算方法により計算した結果を、多数の太陽電池モジュールで構成されている設備全体（太陽電池アレイ）に拡大して自動計算するものであり、各太陽電池モジュールにつき、事前に入力された月平均時刻別の「受光面日射量減少率」を使い、太陽電池モジュールごとに計算された月平均時刻別の受光面日射量に該減少率を乗じた値で該受光面日射量を置き換えて発電量を計算し、この太陽電池モジュールでの値を設備全体にわたって積算することにより太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）での月・年間太陽光発電量を正確にシミュレーション計算できるため、
・ 大規模な太陽光発電設備であると共に、周りの陰が大きく複雑な場合
・ 周りの陰が大きく複雑なため、太陽電池モジュールの直列構成（ストリング）の影響が大きい場合
などに、発電量の計算結果が正確に計算されるため、効果が大きい方法
を使った太陽光発電量シミュレーション計算方法。 In "Solar Power Generation Simulation Program"
Regarding a method for accurately calculating the monthly and annual power generation amount of the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) composed of a large number of solar cell modules installed in the field, reflecting the influence of the shadow,
For each solar cell module, the result calculated by the calculation method of claim 3 is automatically calculated by expanding the entire facility (solar cell array) composed of a large number of solar cell modules. For each of the solar cell modules, the light receiving surface solar radiation amount calculated for each solar cell module is multiplied by the decrease rate using the monthly average light receiving surface solar radiation decrease rate that is input in advance. By calculating the amount of power generation by replacing the amount of solar radiation on the light-receiving surface, and accumulating the value of this solar cell module over the entire facility, the monthly and annual solar power generation amount of the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) can be accurately determined. Because simulation can be calculated,
・ When it is a large-scale photovoltaic power generation facility and the shade around it is large and complex ・ The shade around it is large and complicated, so the amount of power generation is large when the influence of the series configuration (string) of solar cell modules is large. Solar power generation simulation calculation method using a method that has a great effect because the calculation result is calculated accurately.
フィールドに設置された多数の太陽電池モジュールにより構成された太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）の月・年間発電量を、陰、直流電圧の影響を反映して正確に算出する方法に関して、
太陽電池モジュールが直列構成された回路（ストリング）の一部の太陽電池モジュールに陰の影響による大幅な受光面日射量の減少が発生した場合、同一ストリング内の他の太陽電池モジュールにも同程度の受光面日射量の減少があるとして、請求項４の方法で太陽光発電設備全体（太陽電池アレイ）で実施する月・年間太陽光発電量シミュレーション計算方法
In "Solar Power Generation Simulation Program"
Regarding a method for accurately calculating the monthly and annual power generation of the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) composed of a large number of solar cell modules installed in the field, reflecting the influence of negative and direct voltage,
If a significant decrease in the amount of solar radiation on the light-receiving surface occurs due to the negative influence on some solar cell modules in the circuit (string) in which the solar cell modules are configured in series, the same applies to other solar cell modules in the same string. Assuming that there is a decrease in the amount of solar radiation on the light-receiving surface, the method for calculating the monthly and annual photovoltaic power generation simulation performed on the entire photovoltaic power generation facility (solar cell array) according to the method of claim 4
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| CN110334443A (en) * | 2019-07-05 | 2019-10-15 | 天合光能股份有限公司 | A method of calculating two-sided photovoltaic module backside mismatch loss |
| CN112187177A (en) * | 2020-10-13 | 2021-01-05 | 中国计量大学 | Characteristic parameter calculation method for multi-peak output characteristic of photovoltaic module |
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| CN106779175B (en) * | 2016-11-28 | 2020-01-21 | 西安交通大学 | Time-interval-considered nonlinear photovoltaic output prediction method |
| CN110334443A (en) * | 2019-07-05 | 2019-10-15 | 天合光能股份有限公司 | A method of calculating two-sided photovoltaic module backside mismatch loss |
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