JP5502776B2 - 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

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 Download PDF

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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太陽電池パネル及び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、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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であって、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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太陽電池パネル及び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であって、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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太陽電池パネル及び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であって、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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太陽電池パネル及び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。さらに、試験槽において第1開口が第2開口よりもサイズが大きいことから、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。
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。さらに、試験槽において第1開口が第2開口よりもサイズが大きいことから、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。
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
・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 (8)

  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太陽電池パネル及び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
    前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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1〜4のいずれか一項に記載の試験装置。
  6. 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であって、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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太陽電池パネル及び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。
  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であって、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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太陽電池パネル及び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。
  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であって、前記試験槽は、前記設置空間と前記設置空間の周辺の周辺空間とを区分する隔壁と、前記隔壁に形成された前記内面に向かう前記空調空気が通過する第1開口と、前記隔壁に形成された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、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太陽電池パネル及び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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