JP7425444B2 - 発電性能評価装置および発電性能評価方法並びにプログラム - Google Patents
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Description
(数1)
ただし、式(1)において、“I”は、太陽電池セルの出力電流であり、“V”は、太陽電池セルの出力電圧であり、“Iph”は、太陽電池セルが出力可能な最大電流(光誘起電流あるいは短絡電流という)であり、“Rs”は、直列抵抗であり、“Rsh”は、並列抵抗であり、“I0”は、ダイオードの逆飽和電流であり、“Vd”は、ダイオードにかかる電圧であり、“q”は、電子電荷量であり、“n”は、ダイオード指数であり、“k”は、ボルツマン定数であり、“T”は、絶対温度である。
(数2)
ただし、式(2)において、 “I”は、太陽電池セルの出力電流であり、“V”は、太陽電池セルの出力電圧であり、“Iph”は、太陽電池セルが出力可能な最大電流(光誘起電流あるいは短絡電流という)であり、“Rs”は、直列抵抗であり、“Rsh”は、並列抵抗であり、“I0”は、ダイオードの逆飽和電流であり、“Vd”は、ダイオードにかかる電圧であり、“q”は、電子電荷量であり、“n”は、ダイオード指数であり、“k”は、ボルツマン定数であり、“T”は、絶対温度である。
MiT=Tair+(NOCT-20)/0.8×SIj・・・・・(3)
ここで、Tairは、気温であり、NOCTは、日射強度が0.8kW/m2,気温が20℃,風速1m/sのときのモジュール温度である。
ただし、式(4)において、“I”は、各太陽電池セルCkの出力電流であり、“V”は、各太陽電池セルCkの出力電圧であり、“Iph”は、各太陽電池セルCkが出力可能な最大電流(光誘起電流あるいは短絡電流という)であり、“Rs”は、各太陽電池セルCkの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗であり、“Rsh”は、ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗であり、“I0”は、ダイオードの逆飽和電流であり、“Vd”は、ダイオードにかかる電圧であり、“q”は、電子電荷量であり、“n”は、ダイオード指数であり、“k”は、ボルツマン定数であり、“T”は、絶対温度である。
2 コントローラ
2a CPU
2b ROM
2c RAM
4 GPU
6 HDD
8 I/F
10 発電性能評価システム
14 入力装置
16 ディスプレイ
20 取得部(取得部)
22 演算部(演算部)
24 比較部(比較部)
26 良否判定部(良否判定部)
30 記憶部(記憶部)
32 EL測定画像データ
40 電源装置
40a 電源
40b AC/DC変換器
50 カメラ
60 太陽電池システム
62 接続箱
62a 開閉器
62b 逆流防止ダイオード
64 PCS
70 定電流電源
72 ダイオード(ダイオード)
80 バス
82 バスライン
I 各太陽電池セルの出力電流
V 各太陽電池セルの出力電圧
Iph 短絡電流
Rs 直列抵抗(直列抵抗)
I0 逆飽和電流
Vd ダイオードにかかる電圧
q 電子電荷量
n ダイオード指数
k ボルツマン定数
T 絶対温度
Str 太陽電池ストリング
A 太陽電池アレイ
M 太陽電池モジュール
Mi 太陽電池モジュール
Ck 太陽電池セル(太陽電池セル)
Bk 発光輝度(発光輝度)
Bmax 最大発光輝度
P* PIDセルの枚数
Rsh 並列抵抗(並列抵抗)
Rshn 正常セルの並列抵抗(並列抵抗)
Rshp PIDセルの並列抵抗(並列抵抗)
IVc 各太陽電池セルのIV特性
IVcn 正常セルのIV特性(太陽電池セルの電流-電圧特性)
IVmn 正常モジュールのIV特性(太陽電池モジュールの電流-電圧特性)
IVmnj 正常モジュールの年間のIV特性
IVan 正常アレイのIV特性(太陽電池アレイの電流-電圧特性)
IVap 評価対象アレイのIV特性(太陽電池アレイの電流-電圧特性)
IVanj 正常アレイの年間のIV特性(太陽電池アレイの電流-電圧特性)
IVcp PIDセルのIV特性(太陽電池セルの電流-電圧特性)
IVmpi 評価対象モジュールのIV特性(太陽電池モジュールの電流-電圧特性)
IVmpij 評価対象モジュールの年間のIV特性
IVapj 評価対象アレイの年間のIV特性(太陽電池アレイの電流-電圧特性)
SIj 年間の日射強度データ(日射強度)
Tmj 年間の太陽電池モジュール温度データ(太陽電池モジュールの温度)
Pdmaxj 最大電力
Pamaxj 交流最大電力
Pamax* 正常アレイによる年間発電量(正常時年間発電量)
Pamax 評価対象アレイによる年間発電量(演算年間発電量)
ΔPamax 年間損失発電量
U 太陽電池モジュールあたりの太陽電池セルの枚数
W 太陽電池アレイあたりの太陽電池モジュールの枚数
η 効率
Claims (13)
- 太陽電池セルに対して順方向に直流電流を導入した際に生じる光の発光特性を取得すると共に取得した該発光特性に基づき発光輝度を取得する取得部と、
正常状態の前記太陽電池セルの前記発光輝度に対する,評価対象の前記太陽電池セルの前記発光輝度の低下率を示す輝度低下率を演算すると共に、該輝度低下率が50%以上の場合には、定電流電源と、ダイオードと、前記太陽電池セルの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗と、前記ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗と、を有する等価回路で表された前記太陽電池セルの前記並列抵抗を20Ω以上の値に設定し、前記輝度低下率が50%未満の場合には、前記並列抵抗を0.1Ωに設定し、設定した該並列抵抗を用いて次式(1)により前記太陽電池セルの電流-電圧特性を演算する演算部と、
を備える発電性能評価装置。
(数1)
ただし、式(1)において、“I”は、前記太陽電池セルの出力電流であり、“V”は、前記太陽電池セルの出力電圧であり、“Iph”は、前記太陽電池セルが出力可能な最大電流(光誘起電流あるいは短絡電流という)であり、“Rs”は、前記直列抵抗であり、“Rsh”は、前記並列抵抗であり、“I0”は、前記ダイオードの逆飽和電流であり、“Vd”は、前記ダイオードにかかる電圧であり、“q”は、電子電荷量であり、“n”は、ダイオード指数であり、“k”は、ボルツマン定数であり、“T”は、絶対温度である。 - 前記演算部は、複数の前記太陽電池セルの電流-電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの電流-電圧特性を演算する
請求項1に記載の発電性能評価装置。 - 前記演算部は、複数の前記太陽電池モジュールの電流-電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池モジュールが直列および/または並列に接続されてなる太陽電池アレイの電流-電圧特性を演算する
請求項2に記載の発電性能評価装置。 - 前記演算部は、演算した前記太陽電池アレイの電流-電圧特性を用いて年間の発電量を演算する
請求項3に記載の発電性能評価装置。 - 複数の前記太陽電池モジュールが前記正常状態である場合の前記太陽電池アレイによる年間の発電量である正常時年間発電量を記憶する記憶部と、
前記演算部によって演算された前記太陽電池アレイによる年間の発電量である演算年間発電量と、前記正常時年間発電量と、を比較する比較部と、
該比較部の比較結果に基づいて前記太陽電池アレイの良否を判定する良否判定部と、
をさらに備える請求項4に記載の発電性能評価装置。 - 前記演算部は、太陽光の日射強度および前記太陽電池モジュールの温度に基づき前記太陽電池モジュールの電流-電圧特性を補正する
請求項2ないし5のいずれか1項に記載の発電性能評価装置。 - (a)太陽電池セルに対して順方向に直流電流を導入した際に生じる光の発光特性を取得すると共に該発光特性に基づき発光輝度を求めるステップと、
(b)正常状態の前記太陽電池セルの前記発光輝度に対する,評価対象の前記太陽電池セルの前記発光輝度の低下率を示す輝度低下率を演算するステップと、
(c)前記太陽電池セルを、定電流電源と、ダイオードと、前記太陽電池セルの出力電流を端子に集める結線の直列抵抗と、前記ダイオードの漏れ電流に起因する抵抗成分である並列抵抗と、を有する等価回路として表わすステップと、
(d)前記輝度低下率が50%以上である場合には、前記並列抵抗を20Ω以上の値に設定し、前記輝度低下率が50%未満である場合には、前記並列抵抗を0.1Ωに設定するステップと、
(e)設定した前記並列抵抗を用いて次式(2)により前記太陽電池セルの電流-電圧特性を演算して前記太陽電池セルの発電性能を評価するステップと、
を備える発電性能評価方法。
(数2)
ただし、式(2)において、“I”は、前記太陽電池セルの出力電流であり、“V”は、前記太陽電池セルの出力電圧であり、“Iph”は、前記太陽電池セルが出力可能な最大電流(光誘起電流あるいは短絡電流という)であり、“Rs”は、前記直列抵抗であり、“Rsh”は、前記並列抵抗であり、“I0”は、前記ダイオードの逆飽和電流であり、“Vd”は、前記ダイオードにかかる電圧であり、“q”は、電子電荷量であり、“n”は、ダイオード指数であり、“k”は、ボルツマン定数であり、“T”は、絶対温度である。
- 前記ステップ(e)は、演算した複数の前記太陽電池セルの電流-電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池セルが直列に接続されてなる太陽電池モジュールの電流-電圧特性を演算するステップを含んでいる
請求項7に記載の発電性能評価方法。 - 前記ステップ(e)は、演算した複数の前記太陽電池モジュールの電流-電圧特性を合成することによって、複数の前記太陽電池モジュールが直列および/または並列に接続されてなる太陽電池アレイの電流-電圧特性を演算するステップを含んでいる
請求項8に記載の発電性能評価方法。 - 前記ステップ(e)は、演算した前記太陽電池アレイの電流-電圧特性を用いて年間の発電量を演算するステップを含んでいる
請求項9に記載の発電性能評価方法。 - 複数の前記太陽電池モジュールが正常状態である場合の前記太陽電池アレイによる年間の発電量である正常時年間発電量を記憶するステップ(f)と、
前記ステップ(e)によって演算された前記太陽電池アレイによる年間の発電量である演算年間発電量と前記正常時年間発電量と、を比較するステップ(g)と、
該ステップ(g)の比較結果に基づいて前記太陽電池アレイの良否を判定するステップ(h)と、
をさらに備える請求項10に記載の発電性能評価方法。 - 前記ステップ(e)は、太陽光の日射強度および前記太陽電池モジュールの温度に基づき前記太陽電池モジュールの電流-電圧特性を補正するステップを含んでいる
請求項8ないし11のいずれか1項に記載の発電性能評価方法。 - 請求項7ないし12のいずれか1項に記載の発電性能評価方法の各ステップを1又は複数のコンピュータに実行させるためのプログラム。
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