でんきメモ

IVカーブとは?


IVカーブとは、太陽電池モジュールの性能試験の一つ。
太陽電池が発電している状態において、電流Iと電圧Vの関係をグラフ化したもの。

太陽電池モジュールを直列につないだ、ストリングという単位ごとに測定を行う。
このIVカーブを測定することで、発電能力が把握できる。

正常な場合、IVカーブは滑らかな曲線となる。
異常がある場合、IVカーブの途中で曲がり、いびつな形になる。
複数ストリングのカーブと相対比較をして異常を判定することができる。

同じ太陽電池モジュールでも、日射量やパネル温度により、Isc、Vocなど、太陽電池モジュールの性能評価を行う重要な要素が大きく変化する。
測定は、日射強度700W/m2以上、安定した天候、南中時±1時間の間に測定するのが望ましい。

Voc:開放電圧
太陽電池モジュールの負荷をオープンにした際の電圧値。
乾電池も太陽電池も、一部に不具合があったとしても、電圧は正常に出てしまうので、Vocで性能を確認することは不可能。

Isc:短絡電流
太陽電池モジュールの負荷をショートさせた際に流れる電流値。
電流は日射量に比例する。

IVカーブの歪みの原因

パネルの上にかぶさった木の影など
パネルのセル自体の不良(ホットスポット)

ホットスポットとは?

鳥の糞や落ち葉などがパネルに付着し、その部分に影ができると、その箇所の電流が流れにくくなり、抵抗が大きくなる。
電流が流れにくくなると、その部分は電気を熱に変換して放射し、それがホットスポットを発生させる。
熱を帯びたセルはやがて焼けてしまい、モジュールが正常に動かなくなってしまうこともある。

最適動作点

Pm:最大出力電力
太陽電池モジュールの最大の出力が得られる動作点と電力

FF値:曲線因子

最適動作点での出力(最大出力)を、開放電圧と短絡電流の積で割った値のこと。
FF = Pm / (Voc * Isc)
0.7が標準値。
VocとIscが一定であれば、FFを大きくすることでPmを向上させることが可能。
FFは太陽電池内部の直列・並列接続の抵抗値やダイオード損失の影響を受ける。
メーカーではこれらの値を小さくしてFF値を改善する取り組みが行われている。
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