WO2023181458A1 - 太陽光発電設備測定システムおよび太陽光発電設備測定方法 - Google Patents
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- H02S50/10—Testing of PV devices, e.g. of PV modules or single PV cells
Definitions
- the present invention relates to a solar power generation equipment measurement system that measures the output characteristics of solar power generation equipment used indoors.
- a solar simulator is known as a device for measuring the output characteristics of solar power generation equipment (see, for example, Patent Document 1).
- Various standards have been established to accurately measure the output characteristics of solar power generation equipment.
- the present disclosure has been made in view of such problems, and its purpose is to provide a technology that can suitably measure the output characteristics of indoor solar power generation equipment.
- an aspect of the present invention is a solar power generation equipment measurement system that measures the output characteristics of solar power generation equipment, which includes a solar power generation equipment support part that supports the solar power generation equipment; A transparent member support part that supports a transparent member in front of the light-receiving surface of the solar power generation equipment, a light source that irradiates light toward the transparent member and the solar power generation equipment, and a part that receives light from the light source.
- a measurement unit that measures output characteristics of the solar power generation equipment.
- Another aspect of the present invention is a method for measuring solar power generation equipment.
- This method is a solar power generation equipment measurement method for measuring the output characteristics of solar power generation equipment, and includes steps of arranging the solar power generation equipment and arranging a transparent member in front of the light receiving surface of the solar power generation equipment.
- the method includes a transparent member supporting section, a step of irradiating light toward the transparent member and the solar power generation equipment, and a step of measuring output characteristics of the solar power generation equipment irradiated with the light.
- FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a solar power generation equipment measurement system according to the present embodiment. It is a diagram showing a state in which the solar power generation equipment and the transparent member are rotated around a rotation axis.
- FIG. 1 shows the configuration of a solar power generation equipment measurement system 10 according to the present embodiment.
- a solar power generation equipment measurement system 10 shown in FIG. 1 is a system that measures the output characteristics of a solar power generation equipment installed indoors, such as a roll screen or blind equipped with a solar battery cell, for example.
- the solar power generation equipment measurement system 10 includes a light source irradiation section 12, a solar power generation equipment support section 14, a transparent member support section 16, and an output characteristic (I- and a measuring section 18 that measures the V characteristic).
- the light source irradiation unit 12 is a pseudo sunlight source that artificially creates light with a spectral distribution close to sunlight.
- the light source irradiation unit 12 is provided in the light source irradiation device 24 .
- the solar power generation equipment support part 14 supports the solar power generation equipment 26 so that the light receiving surface of the solar power generation equipment 26 faces the light source irradiation part 12.
- the solar power generation equipment support section 14 is supported by a base 20 that is rotatable around a rotation axis 22 .
- the rotating shaft 22 is oriented in the longitudinal direction (vertical direction).
- the solar power generation equipment 26 is a solar power generation module equipped with one or more solar cells, and may be, for example, a roll screen, blind, curtain, etc. equipped with solar cells.
- the solar power generation equipment support section 14 is capable of attaching and detaching the solar power generation equipment 26 .
- the test chamber in which the solar power generation equipment support part 14 and the solar power generation equipment 26 are arranged has a function of keeping the temperature constant (for example, 25° C. ⁇ 1° C.).
- the transparent member support section 16 supports the transparent member 28 in front of the light receiving surface of the solar power generation equipment 26.
- the transparent member support part 16 closes the gap between the transparent member 28 and the solar power generation equipment support part 14, and the transparent member support part 16 is made of the same material, the same surface treatment, and the same as the actual installation environment. By adopting a material with optical properties, it is possible to approximate the actual usage environment.
- the transparent member support part 16 may be made of black color that easily absorbs light.
- the transparent member 28 may be a glass plate such as single glass, double glazing, or Low-E double glazing. Alternatively, the transparent member 28 may be a transparent resin plate such as an acrylic plate. The transparent member 28 may be a semi-transparent material, or may be a plate material or a membrane material (film) that transmits only a specific wavelength.
- the transparent member support portion 16 is capable of attaching and detaching the transparent member 28 .
- the transparent member 28 and the solar power generation equipment 26 are arranged at a predetermined interval.
- the predetermined interval here refers to the distance between the window glass, blind, and roll screen that are actually installed. It is desirable that the distance from the back surface of the transparent member 28 to the front surface of the solar power generation equipment 26 be the same as the distance under the conditions under which the installation of the solar power generation equipment is actually being considered.
- the transparent member 28 is arranged vertically, it may be arranged to simulate an inclined surface, an uneven surface, etc. like an actual facade. Furthermore, a louver or the like may be provided outside the transparent member 28 to perform measurements in conditions close to the actual usage environment.
- the transparent member support part 16 is attached to the solar power generation equipment support part 14 and is rotatable around the rotation axis 22 together with the solar power generation equipment support part 14 . Therefore, the solar power generation equipment 26 and the transparent member 28 supported by the solar power generation equipment support part 14 and the transparent member support part 16 are also rotatable as one unit around the rotation axis 22. The relative positional relationship between the solar power generation equipment 26 and the transparent member 28 remains unchanged.
- the solar power generation equipment 26 and the transparent member 28 are arranged at a predetermined distance from the light source irradiation section 12.
- the light source irradiation unit 12 irradiates light toward the transparent member 28 and the solar power generation equipment 26 .
- the solar power generation equipment 26 converts the light from the light source irradiation unit 12 into electric power using a solar battery cell.
- the output characteristics of the solar power generation equipment 26 are measured by the measurement unit 18.
- the solar power generation equipment 26 installed indoors receives sunlight through window glass or the like. Therefore, the conventional test specimen light-receiving surface environment, which assumes the use of solar power generation equipment outdoors, is not suitable for measuring solar power generation equipment used indoors, where light is attenuated and reflected by window glass. It wasn't.
- the output characteristics of the solar power generation equipment 26 can be measured with the transparent member 28 disposed in front of the light receiving surface of the solar power generation equipment 26. The performance of the solar power generation equipment 26 in the usage state can be suitably measured.
- FIG. 2 shows a state in which the solar power generation equipment 26 and the transparent member 28 are rotated around the rotation axis 22.
- light was irradiated onto the solar power generation equipment 26 and the transparent member 28 so that the optical axis Ax of the light source irradiation unit 12 was perpendicular.
- the incident angle of light to the solar power generation equipment 26 and the transparent member 28 can be changed. .
- This change in the incident angle of light corresponds to a change in the solar azimuth angle.
- the rotation axis 22 is eccentric from the optical axis Ax of the light source irradiation section 12, that is, it is located off the optical axis Ax of the light source irradiation section 12. ing.
- a rotation axis 23 in the lateral direction may be provided as shown in FIG. 1, so that the structure includes two rotation axes orthogonal to each other.
- Rotation around the vertical axis of rotation 22 corresponds to changes in the solar azimuth
- rotation around the horizontal axis of rotation 23 corresponds to changes in the solar altitude.
- the vertical rotation axis 22 may be eccentric from the optical axis Ax
- the horizontal rotation axis 23 may be eccentric from the optical axis Ax
- both the vertical rotation axis 22 and the horizontal rotation axis 23 may be eccentric from the optical axis Ax. It may be eccentric from.
- the present invention can be used in a solar power generation equipment measurement system that measures the output characteristics of solar power generation equipment used indoors.
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Abstract
太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定システム10は、太陽光発電設備26を支持する太陽光発電設備支持部14と、太陽光発電設備26の受光面の前方に透過性部材28を支持する透過性部材支持部16と、透過性部材28および太陽光発電設備26に向けて光を照射する光源照射部12と、光源12からの光の照射を受けた太陽光発電設備26の出力特性を測定する測定部18と、を備える。
Description
本発明は、屋内で使用される太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定システムに関する。
従来、太陽光発電設備の出力特性を測定する装置として、ソーラーシミュレータが知られている(例えば特許文献1参照)。太陽光発電設備の正確な出力特性を測定するために種々の規格が設定されている。
しかしながら、従来の測定方法は、屋外で、且つ、太陽光が水平入射時の太陽光発電設備の使用を前提としたものであり、屋内で使用される太陽光発電設備の出力特性を測定するのには適していなかった。
本開示は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、屋内設置型太陽光発電設備の出力特性を好適に測定できる技術を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定システムであって、太陽光発電設備を支持する太陽光発電設備支持部と、太陽光発電設備の受光面の前方に透過性部材を支持する透過性部材支持部と、透過性部材および太陽光発電設備に向けて光を照射する光源と、光源からの光の照射を受けた太陽光発電設備の出力特性を測定する測定部と、を備える。
本発明の別の態様は、太陽光発電設備測定方法である。この方法は、太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定方法であって、太陽光発電設備を配置するステップと、太陽光発電設備の受光面の前方に透過性部材を配置する透過性部材支持部と、透過性部材および太陽光発電設備に向けて光を照射するステップと、光の照射を受けた太陽光発電設備の出力特性を測定するステップと、を備える。
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。以下の構成は本開示を理解するための例示を目的とするものであり、本開示の範囲は、添付の請求の範囲によってのみ定まる。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
図1は、本実施形態に係る太陽光発電設備測定システム10の構成を示す。図1に示す太陽光発電設備測定システム10は、例えば太陽電池セルを備えたロールスクリーンやブラインドなどの屋内に設置される太陽光発電設備の出力特性を測定するシステムである。
図1に示すように、太陽光発電設備測定システム10は、光源照射部12と、太陽光発電設備支持部14と、透過性部材支持部16と、太陽光発電設備26の出力特性(I-V特性)を測定する測定部18とを備える。
光源照射部12は、太陽光に近いスペクトル分布を持つ光を人工的に作り出す疑似太陽光源である。光源照射部12は、光源照射装置24に設けられる。
太陽光発電設備支持部14は、太陽光発電設備26の受光面が光源照射部12に対向するように、太陽光発電設備26を支持する。太陽光発電設備支持部14は、回転軸22まわりに回転可能な基台20に支持されている。本実施形態において、回転軸22は、縦方向(鉛直方向)に向いている。
太陽光発電設備26は、1つまたは複数の太陽電池セルを備えた太陽光発電モジュールであり、例えば、太陽電池セルを備えたロールスクリーン、ブラインド、カーテンなどであってよい。太陽光発電設備支持部14は、太陽光発電設備26を着脱自在である。また、太陽光発電設備支持部14や太陽光発電設備26が配置されている試験室は温度を一定(例えば25℃±1℃)に保つ機能を有する。
透過性部材支持部16は、太陽光発電設備26の受光面の前方に透過性部材28を支持する。透過性部材支持部16は、透過性部材28と太陽光発電設備支持部14との間の隙間を塞ぐとともに、透過性部材支持部16を実際の取付環境と同じ材種、同じ表面処理、同じ光学特性を有するものを採用することで、実際の使用環境に近づけることができる。または、透過性部材支持部16の表面からの反射の影響を無くすために、透過性部材支持部16を光を吸収しやすい黒色としてもよい。
透過性部材28は、単板ガラス、複層ガラス、Low-E複層ガラスなどのガラス板であってよい。あるいは、透過性部材28は、アクリル板などの透明樹脂板であってもよい。透過性部材28は、半透明な材料であってもよいし、特定の波長のみを透過する板材や膜材(フィルム)であってもよい。透過性部材支持部16は、透過性部材28を着脱自在である。
透過性部材28および太陽光発電設備26は、所定の間隔を設けて配置される。ここでいう所定の間隔とは、実際に設置される窓ガラスとブラインド、ロールスクリーンの距離を表す。透過性部材28の裏面から太陽光発電設備26の表面までの距離は、実際に太陽光発電設備の設置を検討している条件におけるその距離と同じにすることが望ましい。
透過性部材28は、垂直に配置されているが、実際のファサードのように傾斜面や凹凸面などを模擬して配置してもよい。また、透過性部材28の外側に配置されるルーバーなども設けて、実際の使用環境に近い状態で測定してもよい。
透過性部材支持部16は、太陽光発電設備支持部14に取り付けられており、太陽光発電設備支持部14とともに回転軸22まわりに回転可能である。従って、太陽光発電設備支持部14および透過性部材支持部16に支持される太陽光発電設備26および透過性部材28も、回転軸22まわりに一体として回転可能である。太陽光発電設備26と透過性部材28の相対的な位置関係は不変である。
図1に示すように、太陽光発電設備26および透過性部材28は、光源照射部12から所定の距離を置いて配置される。光源照射部12は、透過性部材28および太陽光発電設備26に向けて光を照射する。太陽光発電設備26は、光源照射部12からの光を太陽電池セルで電力に変換する。太陽光発電設備26の出力特性は、測定部18で測定される。
屋内に設置される太陽光発電設備26は、窓ガラスなどを通して太陽光を受光する。したがって、屋外での太陽光発電設備の使用を前提とした従来の試験体受光面環境では、窓ガラスでの光の減衰や反射などが生じる屋内で使用される太陽光発電設備の測定には適していなかった。本実施形態に係る太陽光発電設備測定システム10によれば、太陽光発電設備26の受光面の前方に透過性部材28を配置した状態で太陽光発電設備26の出力特性を測定できるので、実際の使用状態における太陽光発電設備26の性能測定を好適に行うことができる。
図2は、太陽光発電設備26および透過性部材28を回転軸22まわりに回転した状態を示す。図1では、太陽光発電設備26および透過性部材28に対して、光源照射部12の光軸Axが垂直となるように光を照射した。図2に示すように、太陽光発電設備26および透過性部材28を回転軸22まわりに回転させることにより、太陽光発電設備26および透過性部材28への光の入射角度を変更することができる。この光の入射角度の変化は、太陽方位角の変化に対応する。これにより、太陽光発電設備26および透過性部材28への光の入射角に応じた出力特性を測定することができる。実際の屋内での使用状態では、太陽からの光の入射角が時々刻々と変化するため、このような測定は非常に有意義である。
本実施形態に係る太陽光発電設備測定システム10においては、回転軸22は、光源照射部12の光軸Axから偏心している、すなわち、光源照射部12の光軸Axから外れたところに位置している。このように回転軸22を偏心させることにより、透過性部材支持部16等により光源照射部12からの光が遮蔽される影響を低減できるので、出力特性の測定を好適に行うことができる。
縦方向(鉛直方向)への回転軸22に加えて、図1に示すように横方向(水平方向)への回転軸23を設け、互いに直交する二つの回転軸を含む構成としてもよい。縦方向の回転軸22まわりの回転は太陽方位角の変化に対応し、横方向の回転軸23まわりの回転は太陽高度の変化に対応する。縦回転軸22および横回転軸23それぞれについて太陽光発電設備26および透過性部材28を回転可能とすることにより、様々な条件での出力特性の測定が可能となる。この場合、縦回転軸22に関して光軸Axから偏心していてもよいし、横回転軸23に関して光軸Axから偏心していてもよいし、縦回転軸22と横回転軸23の両方が光軸Axから偏心していてもよい。
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
本発明は、屋内で使用される太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定システムに利用できる。
10 太陽光発電設備測定システム、 12 光源照射部、 14 太陽光発電設備支持部、 26 太陽光発電設備、 16 透過性部材支持部、 18 測定部、 22、23 回転軸、 26 太陽光発電設備、 28 透過性部材。
Claims (7)
- 太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定システムであって、
太陽光発電設備を支持する太陽光発電設備支持部と、
前記太陽光発電設備の受光面の前方に透過性部材を支持する透過性部材支持部と、
前記透過性部材および前記太陽光発電設備に向けて光を照射する光源と、
前記光源からの光の照射を受けた前記太陽光発電設備の出力特性を測定する測定部と、
を備える太陽光発電設備測定システム。 - 前記太陽光発電設備および前記透過性部材が回転軸まわりに一体となって回転可能に構成される請求項1に記載の太陽光発電設備測定システム。
- 前記回転軸は、互いに直交する2つの回転軸を含む請求項2に記載の太陽光発電設備測定システム。
- 前記回転軸は、前記光源の光軸から偏心している請求項2または3に記載の太陽光発電設備測定システム。
- 太陽光発電設備の出力特性を測定する太陽光発電設備測定方法であって、
太陽光発電設備を配置するステップと、
前記太陽光発電設備の受光面の前方に透過性部材を配置する透過性部材支持部と、
前記透過性部材および前記太陽光発電設備に向けて光を照射するステップと、
光の照射を受けた前記太陽光発電設備の出力特性を測定するステップと、
を備えることを特徴とする太陽光発電設備測定方法。 - 前記太陽光発電設備および前記透過性部材を回転軸まわりに一体となって回転させるステップをさらに備える請求項5に記載の太陽光発電設備測定方法。
- 前記回転軸は、互いに直交する2つの回転軸を含む請求項6に記載の太陽光発電設備測定方法。
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