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技術コラムを連載でお届けいたします。
「ケースレー428−PROG型電流電圧変換アンプのエミュレーション・モード搭載したA4280高速電流電圧変換アンプ」の開発現場より、不定期でお送りします。
技術コラム : 太陽電池測定の基礎 (1)
投稿日時: 2010-11-30 0:23:43 (1989 ヒット)
今回は、太陽電池のIV測定について説明します。



太陽電池の測定には、何が必要なのでしょう。

1)効率ηを求めるには、
ソーラーシミュレータ光源 JIS C8912 に準じた装置にて太陽光と同等の光(1kw/m2)を照射し
照度計(ソーラーメーター) 太陽電池の有効面積にかかる太陽光のエネルギー(照度)の測定。
最大電力Pmaxを測定で求めて、最大電力Pmax / 1kw x (面積)で求めます。

Pmaxを求めるには、
太陽電池にバイポーラ電源、電子負荷もしくは計測電源(ソースメータ)を繋ぎ電圧を0Vから開放電圧Vocまで変化させ 電流を測定し、最大電力Pmaxを求めます。

このとき、太陽電池の電圧、電流により最適な測定装置が決まります。

直列に繋がれたものでない限り、電圧は 0.6V程度で数mA - 8A 程度のものがセルとしての発電量になることが多くあります。
太陽電池は、電流素子の測定と言っても良いと思います。
電圧が低く、電流が流れる素子の測定の注意点は、4端子測定でケーブルの誤差を最小にする必要があります。

1SUN (1サンもしくは1ソーラと言い 1kw/m2のこと)の光が照射された時に 太陽電池を短絡、つまり電圧0V印加し 短絡電流Iscを測定します。
これが精度良く測定できることが重要です。 

2)最適な装置とは
電流を精度良く測定するには計測電源が良いのですが、
現実の装置では、20 A までの装置しか 計測電源はありません。
但し、お金をかけても良いのであれば計測電源を並列運転する方法もありますが、コストがかさみます。
10 A以上の測定であれば、微小な測定が必要でなければバイポーラ電源や電子負荷で電圧を変化させて測定することができます。

計測電源の得意な測定範囲は、
数100nA- 10 A /7 V- 20 V (セル)であれば、簡単に測定でき 装置の種類も選ぶことができます。
バイポーラ電源であれば
数10mA- 40A /15V (モジュール)
電子負荷であれば
数10mA- 150A /150V (パネル)
と言った感じで使い分ける必要があります。

この他にも、JIS C8913準じたパラメータを計算する必要がありますが、
測定の精度を決めるのは、電流精度です。

太陽電池の測定システムは、アクシス・ネットにお任せください。

【関連記事】
・測定速度: A4280 高速電流電圧変換アンプ開発室より
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投稿者: ueda


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