JP6252149B2 - Solar cell evaluation apparatus, evaluation method, and solar power generation system - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池のＩ−Ｖ特性を評価する評価装置、評価方法及び、Ｉ−Ｖ特性を評価する評価装置を備える太陽光発電システムに関する。 The present invention relates to an evaluation apparatus and an evaluation method for evaluating an IV characteristic of a solar cell, and a photovoltaic power generation system including an evaluation apparatus for evaluating an IV characteristic.
近年、地球環境問題が注目される中、クリーンなエネルギーである太陽光エネルギーを利用した太陽光発電システムの普及が進んでいる。この太陽光発電システムにおいては、システム自体を屋外に設置した状態で、太陽電池の出力特性の異常を評価する必要がある。この評価においては、太陽電池の直流電圧に対応した直流電流を測定し、これから図１８に示すような、直流電流と直流電圧との関係のカーブ（以下、Ｉ−Ｖカーブともいう。）を計測し、評価者が計測結果を確認することで太陽光発電システムが正常か異常かを判断する。 In recent years, while global environmental problems are attracting attention, the spread of solar power generation systems using solar energy, which is clean energy, has been promoted. In this solar power generation system, it is necessary to evaluate an abnormality in the output characteristics of the solar cell in a state where the system itself is installed outdoors. In this evaluation, a direct current corresponding to the direct current voltage of the solar cell is measured, and a curve (hereinafter also referred to as an IV curve) between the direct current and the direct current voltage as shown in FIG. 18 is measured. The evaluator confirms the measurement result to determine whether the solar power generation system is normal or abnormal.
しかしながら、図１９に示すように、Ｉ−Ｖカーブの計測時の天候によって、取得されるＩ−Ｖカーブが全く異なってしまうため、定量的な評価は困難になっている。このＩ−Ｖカーブの評価方法としては、出力係数ＰＲを数式（１）のように定義し、Ｉ−Ｖカーブの計測値から最大出力の計測値を算出し、基準となる日射強度１ｋＷ／ｍ２という条件の下での出力を表す指標が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。
しかしながら、太陽電池や日射計では同じ日射条件の下でも日射量が増加していくときの応答時間と日射量が低下していくときの応答速度が異なる場合がある。さらに、太陽電池と日射計とでは、日射量が増加していくときと日射量が低下していくときの応答速度の変化幅が異なる場合がある。これらのことから、最大電力の計測値と日照強度の計測値のピーク位置がずれる場合があった。また、各波形の形状が相似的にならないことから、太陽電池と日射計の間で同期を取るなどの補正は困難であった。これらの事情により、太陽電池のＩ−Ｖカーブの計測値と日射計による日射強度の計測値とから上記の出力係数を算出する際には大きな誤差を含んでしまい、正しい評価ができない場合があった。図２０には、太陽電池と日射計の応答速度の相違による出力係数の精度の低下について示す。図２０（ａ）は、Ｉ−Ｖカーブの最大動作点における出力値から得られる太陽電池の最大出力と、日射計による日射強度の変化を示す。また、図２０（ｂ）には、算出された出力係数の変化を示す。 However, in a solar cell or a pyranometer, there are cases where the response time when the solar radiation amount increases and the response speed when the solar radiation amount decreases even under the same solar radiation conditions. Furthermore, the solar cell and the pyranometer may have different response speed variations when the amount of solar radiation increases and when the amount of solar radiation decreases. From these things, the peak position of the measured value of the maximum power and the measured value of the sunshine intensity sometimes deviated. Moreover, since the shape of each waveform does not become similar, it is difficult to make corrections such as synchronization between the solar cell and the pyranometer. Due to these circumstances, when the above output coefficient is calculated from the measured value of the IV curve of the solar cell and the measured value of the solar radiation intensity by the solar radiation meter, there is a case where a large error is included and correct evaluation cannot be performed. It was. FIG. 20 shows a decrease in the accuracy of the output coefficient due to the difference in response speed between the solar cell and the pyranometer. Fig.20 (a) shows the change of the solar radiation intensity | strength by the maximum output of the solar cell obtained from the output value in the maximum operating point of an IV curve, and a solar radiation meter. FIG. 20B shows the change in the calculated output coefficient.
図２０（ａ）中、四角形でプロットされたのは日射計による日射強度を示す。また、ひし形でプロットされたのは太陽電池の最大出力を示す。図２０（ａ）からも分かるように、日射計の出力と太陽電池の最大出力との間にはタイムラグが生じており、上記の数式（１）で出力係数を算出した場合に、図２０（ｂ）に示すようにシステムが正常であるにも拘わらず何箇所かの特異点が生じ、故障と誤判断されてしまう虞があった。 In FIG. 20 (a), a quadrangular plot shows the solar radiation intensity measured by a pyranometer. Moreover, the maximum output of the solar cell is plotted with diamonds. As can be seen from FIG. 20 (a), there is a time lag between the output of the pyranometer and the maximum output of the solar cell, and when the output coefficient is calculated by the above equation (1), FIG. As shown in b), although the system is normal, there are some singularities that may be erroneously determined as malfunctions.
なお、上記の非特許文献１に記載の発明では、システムで取得された太陽電池の出力のデータから、計測時間の１サイクル中の日射変動率が２％以下のデータを選別することで
、取得データのばらつきを低減しているが、これは、計測期間中に取得されたデータを後から選別する静的な処理であり、太陽電池のＩ−Ｖカーブのデータを計測しながらリアルタイムに取得データのばらつきを低減し安定化を図る処理とは異なっていた。
In the invention described in Non-Patent
また、上記した太陽電池と日射計の応答速度の相違による出力係数の精度の低下は、日射強度の変動が大きい場合に顕在化する。従って、出力係数の精度の低下を抑えるために、日射強度に応じて太陽電池の出力のデータを取得するか否かを判断して、日射強度が安定している時のデータのみを取得することが考えられる。しかしながら、これでは太陽光発電システムの評価の効率が低下したり、制御が複雑化してしまう場合があった。 Further, the decrease in the accuracy of the output coefficient due to the difference in response speed between the solar cell and the solar radiation meter becomes apparent when the variation of the solar radiation intensity is large. Therefore, in order to suppress a decrease in the accuracy of the output coefficient, it is determined whether to acquire solar cell output data according to the solar radiation intensity, and only data when the solar radiation intensity is stable should be acquired. Can be considered. However, in this case, the efficiency of evaluation of the solar power generation system may be reduced, or the control may be complicated.
本発明は、上記の従来技術に鑑みて発明されたものであり、その目的は、屋外における太陽電池の出力特性の評価をより精度よくまたは効率的に実施することができる技術を提供することである。 This invention is invented in view of said prior art, The objective is to provide the technique which can evaluate the output characteristic of the solar cell in the outdoors more accurately or efficiently. is there.
上記課題を解決するための本発明は、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する際に、
太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、日射強度の取得速度の相違に基づく、太陽電池の出力特性の値の変動を緩和する安定化手段を有することを最大の特徴とする。
The present invention for solving the above problems evaluates the output characteristics of a solar cell based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity. When
The most characteristic feature is that it has a stabilizing means for mitigating fluctuations in the value of the output characteristics of the solar cell based on the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the difference in the acquisition rate of solar radiation intensity.
より詳しくは、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係及び、日射強度を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値と、前記日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する評価手段と、を備え、
前記評価手段は、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、前記日射強度の取得速度の相違に基づく、前記太陽電池の出力特性の値の変動を緩和する安定化手段を有することを特徴とする。
More specifically, the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the acquisition means for acquiring the solar radiation intensity,
The output characteristics of the solar cell are evaluated based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired by the acquiring means, and the solar radiation intensity. An evaluation means,
The evaluation means includes
Stabilizing means for relaxing fluctuations in the value of the output characteristics of the solar cell based on the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired by the acquiring unit and the difference in the acquisition rate of the solar radiation intensity. It is characterized by.
すなわち、本発明においては、取得手段により取得された太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する。そして、取得手段により取得された太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、日射強度の取得速度の相違があった場合には、安定化手段によって、そのことに基づく太陽電池の出力特性の計測値の変動を緩和させる。 That is, in the present invention, the output characteristics of the solar cell are determined based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and the output current of the solar cell obtained by the obtaining means, and the solar radiation intensity. evaluate. If there is a difference between the solar cell output voltage and output current acquired by the acquisition means and the solar radiation intensity acquisition speed, the stabilization means measures the output characteristics of the solar cell based on the difference. Reduce fluctuations in value.
この安定化手段は、例えば、得られた太陽電池の出力特性が太陽電池の出力係数である場合には、この出力係数の時間的な変動に特異点があった場合に、当該特異点に関わる出力係数を評価から除外するものであってもよい。より具体的には、取得された出力係数の値が前回の取得機会において取得された出力係数の値に対して所定割合以上異なっている場合には、当該出力係数の値を評価から除外するようにしてもよい。また、出力係数の算出結果において例えば、大きい方から所定数個の出力係数の値と、小さい方から所定数の
出力係数の値を評価から除外しても構わない。さらに、出力係数の算出結果において、常に所定数の出力係数の平均値を評価に用いても構わない。
For example, when the output characteristic of the obtained solar cell is the output coefficient of the solar cell, this stabilizing means is related to the singular point when there is a singular point in the temporal variation of the output coefficient. The output coefficient may be excluded from the evaluation. More specifically, when the acquired output coefficient value differs from the output coefficient value acquired at the previous acquisition opportunity by a predetermined ratio or more, the output coefficient value is excluded from the evaluation. It may be. In addition, in the output coefficient calculation result, for example, a predetermined number of output coefficient values from the larger one and a predetermined number of output coefficient values from the smaller one may be excluded from the evaluation. Furthermore, in the output coefficient calculation result, an average value of a predetermined number of output coefficients may always be used for evaluation.
また、上記課題を解決するための本発明は、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する際に、
太陽電池の太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係における最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した日射強度の所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出し、
平均最大電力値と平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較することで、太陽電池の出力特性を評価することを特徴とする。
In addition, the present invention for solving the above-described problems is based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and the output current of the solar cell, and the solar cell output characteristics. When evaluating
The relationship between solar cell output voltage and output current and solar radiation intensity are acquired multiple times, and the power value at the maximum power point in the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired multiple times is the predetermined number of times. The average maximum power value, which is the average value of the solar radiation intensity, and the average solar radiation intensity, which is the average value for a predetermined number of times of solar radiation intensity acquired multiple times,
The output characteristic of the solar cell is evaluated by comparing an average output coefficient determined based on the average maximum power value and the average solar radiation intensity with a predetermined threshold value for the output coefficient.
より詳細には、前記安定化手段は、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する平均値算出部と、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較して、太陽電池の出力特性を評価する出力係数評価部と、を有することを特徴とする。
More specifically, the stabilizing means comprises
The relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity are acquired a plurality of times, and the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired a plurality of times. An average maximum power value that is an average value for a predetermined number of times, and an average value calculation unit that calculates an average solar radiation intensity that is an average value for the predetermined number of times of the solar radiation intensity acquired a plurality of times,
An output coefficient evaluation unit that evaluates output characteristics of the solar cell by comparing an average output coefficient determined based on the average maximum power value and the average solar radiation intensity and a predetermined threshold value for the output coefficient; It is characterized by that.
すなわち本発明においては、評価手段が、取得手段により取得された太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて太陽電池の出力特性を評価する。その際、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と日射強度とが複数回取得され、複数回取得した複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する。そして、平均最大電力値と平均日射強度とに基づいて平均出力係数を算出する。 That is, in the present invention, the evaluation means is based on the power value at the maximum power point of the solar battery obtained from the relationship between the output voltage and the output current of the solar battery obtained by the obtaining means, and the solar radiation intensity. Evaluate output characteristics. At that time, the maximum power of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired multiple times, the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity were acquired multiple times. An average maximum power value that is an average value for a predetermined number of power values at a point and an average solar radiation intensity that is an average value for the predetermined number of solar radiation intensities acquired a plurality of times are calculated. Then, an average output coefficient is calculated based on the average maximum power value and the average solar radiation intensity.
すなわち、先述の数式（１）で表わされる出力係数において、最大出力の計測値Ｐｍａｘの代わりに平均最大電力値を使用し、また、Ｇの代わりに平均日射強度を使用し、平均出力係数を算出する。これによれば、太陽電池の出力特性を示す出力係数の変動を抑制することができ、例え、太陽電池と日射計との間に応答速度の相違があったとしても、安定した平均出力特性を得ることができる。従って、閾値との比較判断も容易になり、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることができる。 That is, in the output coefficient represented by the above formula (1), the average maximum power value is used instead of the measured value Pmax of the maximum output, and the average solar radiation intensity is used instead of G, and the average output coefficient is calculated. To do. According to this, the fluctuation of the output coefficient indicating the output characteristic of the solar cell can be suppressed, and even if there is a difference in response speed between the solar cell and the pyranometer, a stable average output characteristic can be obtained. Can be obtained. Therefore, it is easy to make a comparison with the threshold value, and the accuracy of the evaluation of the output characteristics of the solar cell can be improved.
なお、上記した太陽電池と日射計の応答速度の相違による出力係数の精度の低下は、日射強度の変動が大きい場合に顕在化する。従って、出力係数の精度の低下を抑えるために、日射強度に応じて太陽電池の出力のデータを取得するか否かを判断して、日射強度が安定している時のデータのみを取得することが考えられる。しかしながら、これでは太陽光発電システムの評価の効率が低下したり、制御が複雑化してしまう場合があった。これに対し、本発明では、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、日射強度のデータを連続的にに取得し、そのデータから安定した評価基準を得ることが可能であるので、太陽光発電システムの評価効率を向上させることができ、または、システムの制御を簡略化することができる。 In addition, the fall of the precision of an output coefficient by the difference in the response speed of the above-mentioned solar cell and a solar radiation meter becomes obvious when the fluctuation | variation of solar radiation intensity is large. Therefore, in order to suppress a decrease in the accuracy of the output coefficient, it is determined whether to acquire solar cell output data according to the solar radiation intensity, and only data when the solar radiation intensity is stable should be acquired. Can be considered. However, in this case, the efficiency of evaluation of the solar power generation system may be reduced, or the control may be complicated. On the other hand, in the present invention, since it is possible to continuously acquire the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the data of solar radiation intensity and obtain a stable evaluation standard from the data, The evaluation efficiency of the power generation system can be improved, or the control of the system can be simplified.
また、本発明においては、前記最大電力点における電力値と前記日射強度とに基づいて
算出される出力係数の標準偏差に基づいて前記所定回数を定める標準偏差判断手段と、
前記出力係数の標準偏差がそれ以下の場合に、充分に安定した前記平均出力係数の値が得られると考えられる前記標準偏差の閾値を記憶する閾値記憶手段と、
をさらに備え、
前記標準偏差判断手段は、前記安定化手段が前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得した際の各取得機会において取得された前記最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出する出力係数算出部と、
前記出力係数算出部において算出された複数の出力係数のデータについての標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部によって算出された標準偏差が、前記閾値記憶手段に記憶された前記標準偏差の閾値以下になるときの前記出力係数のデータ数を算出するデータ数算出部と、を備え、
前記データ数算出部によって算出されたデータ数を、前記平均値算出部が平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定するようにしてもよい。
Further, in the present invention, a standard deviation determining means for determining the predetermined number of times based on a standard deviation of an output coefficient calculated based on a power value at the maximum power point and the solar radiation intensity,
A threshold value storage means for storing a threshold value of the standard deviation that is considered to provide a sufficiently stable value of the average output coefficient when the standard deviation of the output coefficient is less than that;
Further comprising
The standard deviation determining means includes the power value at the maximum power point acquired at each acquisition opportunity when the stabilizing means acquires the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity a plurality of times. An output coefficient calculation unit that calculates an output coefficient at each acquisition opportunity from the solar radiation intensity acquired at each acquisition opportunity;
A standard deviation calculating unit for calculating a standard deviation for data of a plurality of output coefficients calculated in the output coefficient calculating unit;
A data number calculation unit that calculates the number of data of the output coefficient when the standard deviation calculated by the standard deviation calculation unit is equal to or less than the threshold value of the standard deviation stored in the threshold value storage unit;
The number of data calculated by the data number calculation unit may be set as a predetermined number of times when the average value calculation unit calculates the average maximum power value and the average solar radiation intensity.
本発明は、評価手段が、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する際の、所定回数について規定したものである。ここで、太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と日射強度の計測をＮ回行って出力係数をＮ回算出した場合について考えると、Ｎ数が増加するにつれて、出力係数の標準偏差は減少していく。そこで、本発明においては、Ｎ数を増加させていき、出力係数の標準偏差が閾値以下になった場合に、そのようなＮ数を所定回数として平均最大電力、平均日射強度及び、平均出力係数を算出するものである。 The present invention provides an average maximum power value that is an average value for a predetermined number of times among the power values at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired a plurality of times by the evaluation means. And the predetermined number of times when calculating the average solar radiation intensity that is an average value of the predetermined number of times of solar radiation intensity acquired a plurality of times. Here, considering the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the measurement of the solar radiation intensity N times and calculating the output coefficient N times, the standard deviation of the output coefficient decreases as the N number increases. To go. Therefore, in the present invention, when the N number is increased and the standard deviation of the output coefficient becomes equal to or less than the threshold value, the average maximum power, the average solar radiation intensity, and the average output coefficient are set such N number as a predetermined number of times. Is calculated.
これによれば、より確実に、平均出力係数の値を安定化することができ、より確実に閾値との比較判断を容易にすることができ、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることができる。 According to this, the value of the average output coefficient can be stabilized more reliably, the comparison judgment with the threshold value can be facilitated more reliably, and the accuracy of evaluation of the output characteristics of the solar cell can be improved. be able to.
また、本発明においては、前記閾値記憶手段に記憶される前記標準偏差の閾値は、太陽電池の出力係数の値の信頼区間に基づいて定められるようにしてもよい。すなわち、前記標準偏差の閾値を信頼区間に基づいて定めるようにすれば、出力係数がどのような範囲に存在するかを確率的に推測することができ、統計学的手法に基づいてより確実に、出力係数の標準偏差の閾値を設定することができ、最終的にはより確実に、平均出力係数の値を安定化することが可能となる。 In the present invention, the threshold value of the standard deviation stored in the threshold value storage unit may be determined based on a confidence interval of the output coefficient value of the solar cell. That is, if the threshold value of the standard deviation is determined based on the confidence interval, it is possible to probabilistically estimate the range in which the output coefficient exists, and more reliably based on the statistical method. The threshold value of the standard deviation of the output coefficient can be set, and finally the average output coefficient value can be stabilized more reliably.
また、本発明においては、前記太陽電池の出力特性の評価結果を表示する表示手段をさらに備えるようにしてもよい。これによれば、別途ＰＣのディスプレイを準備することなどなく、平均出力係数の評価結果を確認することができ、本発明を適用した評価装置を製品として流通させることを考慮した場合には、より使用し易い態様を実現することができる。 Moreover, in this invention, you may make it further provide the display means which displays the evaluation result of the output characteristic of the said solar cell. According to this, the evaluation result of the average output coefficient can be confirmed without separately preparing a display of a PC, and when considering that the evaluation device to which the present invention is applied is distributed as a product, A mode that is easy to use can be realized.
また、本発明においては、前記取得手段は、さらに太陽電池の温度を取得し、
前記評価手段は、前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係または前記太陽電池の最大電力点における電力値を、前記取得手段によって取得された前記太陽電池の温度に基づいて補正した上で、前記太陽電池の出力特性を評価するようにしてもよい。これによれば、太陽電池の温度の平均出力係数への影響を除外することができ、より精度よく、太陽電池の出力特性の評価を行うことが可能である。
Moreover, in this invention, the said acquisition means further acquires the temperature of a solar cell,
The evaluation unit corrects the relationship between the output voltage and output current of the solar cell or the power value at the maximum power point of the solar cell based on the temperature of the solar cell acquired by the acquisition unit, and You may make it evaluate the output characteristic of a solar cell. According to this, the influence of the temperature of the solar cell on the average output coefficient can be excluded, and the output characteristics of the solar cell can be evaluated more accurately.
また、本発明においては、前記取得手段と、前記評価手段のうち、少なくとも一つを、可搬性の筐体内に収納してもよい。あるいは、前記取得手段段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、可搬性の筐体内に収納してもよい。これによれば、例えば、本発明を適用したハンディタイプの評価装置が実現可能であり、本発明を適用した評価装置を製品として流通させることを考慮した場合には、より使用し易い態様を実現することができる。また、本発明は、上記の太陽電池の評価装置における前記取得手段と、前記評価手段のうちの少なくとも一つと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータと、を有するパワーコンディショナであってもよい。また、上記の太陽電池の評価装置における前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうちの少なくとも一つと、ＤＣ／ＤＣコンバータと、インバータと、を有するパワーコンディショナであってもよい。 In the present invention, at least one of the acquisition unit and the evaluation unit may be stored in a portable housing. Alternatively, at least one of the acquisition unit stage, the evaluation unit, the standard deviation determination unit, and the threshold storage unit may be housed in a portable housing. According to this, for example, a handy-type evaluation device to which the present invention is applied can be realized, and when an evaluation device to which the present invention is applied is distributed as a product, a mode that is easier to use is realized. can do. Further, the present invention may be a power conditioner including the acquisition unit, at least one of the evaluation units, a DC / DC converter, and an inverter in the solar cell evaluation apparatus. In addition, the power having the acquisition unit, the evaluation unit, the standard deviation determination unit, the threshold storage unit, a DC / DC converter, and an inverter in the solar cell evaluation apparatus. It may be a conditioner.
また、本発明は、太陽電池モジュールと、上記の太陽電池の評価装置と、太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムであってもよい。また、その際は、取得手段と、評価手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込むようにしてもよい。 Further, the present invention is a solar power generation system comprising a solar cell module, the solar cell evaluation device, and a power conditioner that boosts the output of the solar cell module and converts DC power into AC power. May be. In this case, at least one of the acquisition unit and the evaluation unit may be incorporated in the power conditioner.
また、本発明は、太陽電池モジュールと、
上記の太陽電池の評価装置と、
太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備え
前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込んだことを特徴とする太陽光発電システムであってもよい。
The present invention also includes a solar cell module,
The solar cell evaluation apparatus,
A power conditioner that boosts the output of the solar cell module and converts DC power to AC power, and includes at least one of the acquisition unit, the evaluation unit, the standard deviation determination unit, and the threshold value storage unit. May be a solar power generation system characterized by being incorporated in the power conditioner.
また、本発明は、太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を取得し、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値と、日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する、太陽電池の評価方法であって、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出し、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較することで、太陽電池の出力特性を評価することを特徴とする太陽電池の評価方法であってもよい。
Further, the present invention acquires the relationship between the output voltage and output current of the solar cell,
A solar cell evaluation method for evaluating the output characteristics of the solar cell based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity. There,
Obtaining the relationship between the solar cell output voltage and output current and the solar radiation intensity multiple times, the power value at the maximum power point obtained from the relationship between the solar cell output voltage and output current obtained multiple times An average maximum power value that is an average value for a predetermined number of times, and an average solar radiation intensity that is an average value for the predetermined number of times of the solar radiation intensity acquired a plurality of times,
A solar cell characterized by evaluating an output characteristic of the solar cell by comparing an average output coefficient determined based on the average maximum power value and the average solar radiation intensity and a predetermined threshold value for the output coefficient. The evaluation method may be used.
また、その際には、前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を複数回取得した際の、各取得機会において取得された太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた太陽電池の最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出し、
算出された各取得機会における出力係数についての標準偏差を算出し、
前記算出された標準偏差が、所定の閾値以下になるときの、前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度の取得回数を算出し、
前記取得回数を、前記平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定するようにしてもよい。また、その際の所定の閾値は、太陽電池の出力の値の信頼区間に基づいて定められるようにしてもよい。
Further, in that case, the solar obtained from the relationship between the output voltage and the output current of the solar cell acquired at each acquisition opportunity when the relationship between the output voltage and the output current of the solar cell is acquired a plurality of times. From the power value at the maximum power point of the battery and the solar radiation intensity acquired at each acquisition opportunity, calculate the output coefficient at each acquisition opportunity,
Calculate the standard deviation for the calculated output coefficient at each acquisition opportunity,
When the calculated standard deviation is equal to or less than a predetermined threshold, calculate the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the number of times the solar radiation intensity is acquired,
The number of acquisitions may be set as a predetermined number for calculating the average maximum power value and the average solar radiation intensity. In addition, the predetermined threshold value at that time may be determined based on a confidence interval of the output value of the solar cell.
なお、上記した課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することが可能である。 Note that means for solving the above-described problems can be used in combination as much as possible.
本発明によれば、屋外における太陽電池の出力の特性評価をより精度よく実施することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to implement the characteristic evaluation of the output of the solar cell in the outdoors more accurately.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。 DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
＜実施例１＞
太陽電池のＩ−Ｖカーブの評価方法としては、出力係数ＰＲを先述の数式（１）のように定義し、基準となる日射強度１ｋＷ／ｍ２という条件の下での出力を表す指標が提案されていた。しかしながら、太陽電池と日射計では応答時間が異なるため、出力係数を算出する際には大きな誤差を含んでしまい、正しい評価ができない場合があった。
<Example 1>
As an evaluation method for the IV curve of a solar cell, an output coefficient PR is defined as the above-described formula (1), and an index representing an output under the condition of a standard solar radiation intensity of 1 kW / m 2 is proposed. It had been. However, since the response time is different between the solar cell and the pyranometer, there are cases where a large error is included in calculating the output coefficient, and correct evaluation may not be possible.
それに対し、本実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブの特性を、数式（２）で表される平均出力係数で評価することにした。
図１には、図１９に示したのと同じ日射強度及び太陽電池の最大出力に対して算出した、数式（２）に基づく平均出力係数のグラフを示す。図１（ａ）は、Ｉ−Ｖカーブの最大動作点における出力値から得られる太陽電池の最大出力と、日射計による日射強度の変化である。また、図１（ｂ）は、算出された平均出力係数の変化である。ここで、第大出力の計測値平均と日射強度の計測値平均を算出する際のデータ数Ｎは２０としている。図１（ｂ）に示すように、太陽電池の出力と日射計の出力との間に応答時間の差があったとしても、平均出力係数の値は安定している。このように、最大出力の計測値の平均値及び日射強度の計測値の平均値を用いて平均出力係数を算出し、この平均出力係数を用いて太陽電池の出力特性を評価することで、太陽電池の出力特性を安定的に評価することが可能となる。 FIG. 1 shows a graph of an average output coefficient based on the mathematical formula (2) calculated for the same solar radiation intensity as shown in FIG. 19 and the maximum output of the solar cell. FIG. 1 (a) shows the maximum output of the solar cell obtained from the output value at the maximum operating point of the IV curve, and the change in solar radiation intensity by the pyranometer. FIG. 1B shows a change in the calculated average output coefficient. Here, the number of data N when calculating the average value of the measurement value of the large output and the average value of the solar radiation intensity is 20. As shown in FIG. 1B, even if there is a difference in response time between the output of the solar cell and the output of the pyranometer, the value of the average output coefficient is stable. Thus, by calculating the average output coefficient using the average value of the measurement value of the maximum output and the average value of the measurement value of the solar radiation intensity, and evaluating the output characteristics of the solar cell using this average output coefficient, It becomes possible to stably evaluate the output characteristics of the battery.
次に、図２には、本実施例においてＩ−Ｖカーブを評価する際に実行されるＩ−Ｖカーブ評価ルーチンについてのフローチャートを示す。本ルーチンは太陽光発電システムが有する図示しないメモリーに記憶されたプログラムであり、太陽光発電システムが有する図示しないＣＰＵにより実行される。本ルーチンが実行されるとまず、Ｓ１０１において太陽電池のＩ−Ｖカーブと日射強度とが計測される。Ｓ１０１の処理が終了するとＳ１０２に進む。 Next, FIG. 2 shows a flowchart of an IV curve evaluation routine executed when an IV curve is evaluated in this embodiment. This routine is a program stored in a memory (not shown) of the solar power generation system, and is executed by a CPU (not shown) of the solar power generation system. When this routine is executed, first, in S101, the IV curve and solar radiation intensity of the solar cell are measured. When the processing of S101 ends, the process proceeds to S102.
Ｓ１０２においては、計測回数がＮ回より多いかどうかが判定される。ここで、計測回数がＮ回以下であると判定された場合には、まだ、平均出力係数を算出するための計測値が揃っていないと判定されるのでＳ１０１の処理の前に戻る。一方、Ｓ１０２で計測回数がＮ回より多いと判定された場合には、平均出力係数を算出するための計測値が揃ったと判定されるのでＳ１０３に進む。なお、ここで閾値Ｎは、予め実験的または理論的に、計測値がこれより多かった場合には、平均出力係数の値が充分に安定すると判断できる計測回数である。 In S102, it is determined whether or not the number of measurements is greater than N. Here, when it is determined that the number of times of measurement is N or less, it is determined that measurement values for calculating the average output coefficient are not yet available, and thus the process returns to S101. On the other hand, if it is determined in S102 that the number of times of measurement is greater than N, it is determined that the measurement values for calculating the average output coefficient are prepared, and the process proceeds to S103. Here, the threshold value N is the number of times that the average output coefficient value can be determined to be sufficiently stable when the measured value is larger than this experimentally or theoretically in advance.
Ｓ１０３においては、数式（３）及び（４）に従い、Ｉ−Ｖカーブの最大出力の平均値と、日射強度の平均値とを算出する。
Ｓ１０４においては、Ｓ１０３で算出されたＩ−Ｖカーブの最大出力の平均値と、日射強度の平均値とから、数式（２）で示した平均出力係数を算出する。Ｓ１０４の処理が終了するとＳ１０５に進む。Ｓ１０５においては、平均出力係数によって太陽電池の性能を確認する。より具体的には平均出力係数が性能確認用閾値以下か否かが確認され、平均出力係数が性能確認用閾値以下であれば異常、平均出力係数が性能確認用閾値より大きければ正常と判定される。Ｓ１０５の処理が終了するとＳ１０６に進む。Ｓ１０６においては評価結果が表示器に表示される。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。 In S104, the average output coefficient expressed by Equation (2) is calculated from the average value of the maximum output of the IV curve calculated in S103 and the average value of the solar radiation intensity. When the process of S104 ends, the process proceeds to S105. In S105, the performance of the solar cell is confirmed based on the average output coefficient. More specifically, it is confirmed whether or not the average output coefficient is less than or equal to the performance confirmation threshold. If the average output coefficient is less than or equal to the performance confirmation threshold, it is determined to be abnormal, and if the average output coefficient is greater than the performance confirmation threshold, it is determined to be normal. The When the process of S105 ends, the process proceeds to S106. In S106, the evaluation result is displayed on the display. When the process of S106 ends, this routine is temporarily ended.
以上のように、本実施例においては、太陽電池の出力特性を評価する際に、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力と、日射強度のリアルタイムの計測値を使用する代わりに、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値とを用いることとした。これにより、太陽電池の出力と、日射計の出力との間に応答速度の差があったとしても、そのことに起因する出力特性の値の変動を緩和することができ、より安定して精度のよいＩ−Ｖカーブの評価を行うことが可能となる。 As described above, in this embodiment, when evaluating the output characteristics of the solar cell, instead of using the maximum output of the IV curve of the solar cell and the real-time measurement value of the solar radiation intensity, The average value of the N measured values of the maximum output of the IV curve and the average value of the N measured values of the solar radiation intensity were used. As a result, even if there is a difference in response speed between the output of the solar cell and the output of the pyranometer, fluctuations in the value of the output characteristics due to that difference can be mitigated, and the accuracy is more stable. It is possible to evaluate a good IV curve.
図３には、本実施例における太陽電池評価システム１の概略構成を示す。太陽電池評価システム１においては、太陽電池２が電流電圧特性計測部３に接続されており、太陽電池２の出力が電流電圧特性計測部３に入力されるようになっている。従って、太陽電池２のＩ−Ｖカーブの特性については電流電圧特性計測部３によって計測される。電流電圧特性計測部３の出力は取得手段の一例である計測データ取得部５に入力される。また、本システムには日照強度を計測する日射計４が設けられており、日射計４の出力も計測データ取得部５に入力される。計測データ取得部５に入力された電流電圧特性計測部３及び日射計４の計測値は計測データ取得部５に設けられた図示しないメモリーに保存される。
In FIG. 3, schematic structure of the solar
計測データ取得部５において取得されたデータは演算手段の一例である演算部６に入力される。演算部６においては、電流電圧特性計測部３で計測されたＩ−Ｖカーブより、その最大出力点における電力値が算出される。演算部６の出力は評価手段の一例である評価部８に接続されており、演算部６で算出された最大出力点における電力値は評価部８に入力される。評価部８においては、数式（２）に基づく平均出力係数が演算される。また、この平均出力係数の値と性能確認用閾値とが比較され、太陽電池の出力のＩ−Ｖカーブが正常か異常かが判定される。評価部８は表示手段の一例である表示器８ａに接続されており、平均出力係数の値と、太陽電池２のＩ−Ｖカーブの評価結果が表示器８ａに入力され表示される。
The data acquired by the measurement
以上、説明したように、本実施例では、太陽電池の出力特性を評価する際に、数式（１）で示される出力係数でなく、数式（２）で示される平均出力係数を用いることとした。これにより、太陽電池２の出力と日射計４の出力との間に応答速度の差があったとしても、評価基準を安定化させることができ、より精度よく、太陽電池の出力特性を評価することが可能になる。また、本実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブと日射強度のデータを取得しつつリアルタイムにデータの安定化を図り、太陽電池の出力特性を動的に評価することが可能となる。従って、より効率的に太陽電池の出力特性を評価することが可能となる。なお、本実施例においては、Ｓ１０４及びＳ１０５の処理を実施する図示しないＣＰＵ
は、平均値算出部及び出力係数評価部に相当する。また、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチンを実行させるＣＰＵは安定化手段に相当する。
As described above, in this embodiment, when evaluating the output characteristics of the solar cell, the average output coefficient represented by the formula (2) is used instead of the output coefficient represented by the formula (1). . Thereby, even if there is a difference in response speed between the output of the
Corresponds to an average value calculation unit and an output coefficient evaluation unit. The CPU that executes the IV curve evaluation routine corresponds to a stabilizing means.
なお、上記の実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブを計測し、各々のカーブの最大出力の計測値の平均値と、日射強度の計測値の平均値とを用いて、太陽電池の平均出力係数を評価した。しかしながら、最大出力の平均値の算出方法はこれに限られない。例えば、複数のＩ−Ｖカーブを計測し、そのプロットのデータより、Ｉ−Ｖカーブの平均カーブを先に導出し、その平均カーブにおける最大出力を算出することで最大出力の平均値を算出しても構わない。 In the above embodiment, the solar cell IV curve is measured, and the average value of the maximum output of each curve and the average value of the measured value of solar radiation intensity are used. The output coefficient was evaluated. However, the method for calculating the average value of the maximum output is not limited to this. For example, the average value of the maximum output is calculated by measuring a plurality of IV curves, deriving the average curve of the IV curve first from the plot data, and calculating the maximum output in the average curve. It doesn't matter.
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。実施例１においては、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値とを用いて、太陽電池の平均出力係数を評価した。また、Ｎの値は予め定められた一定値とすることが前提であった。これに対し本実施例においては、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力と日射強度の各計測機会において出力係数を算出し、この出力係数の標準偏差を算出し、この標準偏差が所定の閾値より小さくなる際の測定データ数を、平均値の算出に使用するデータ数Ｎとする。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In Example 1, the average output coefficient of the solar cell is calculated by using the average value of the N measured values of the maximum output of the IV curve of the solar cell and the average value of the N measured values of the solar radiation intensity. evaluated. The value of N was assumed to be a predetermined constant value. On the other hand, in this embodiment, an output coefficient is calculated at each measurement opportunity of the maximum output of the solar cell IV curve and the solar radiation intensity, a standard deviation of the output coefficient is calculated, and this standard deviation is a predetermined threshold value. The number of measurement data when it becomes smaller is the number of data N used for calculating the average value.
先述のように、太陽電池のＩ−Ｖカーブの最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値を用いて、太陽電池の平均出力係数を算出することで、太陽電池の出力特性のばらつきを緩和することができ、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることができる。しかしながら、各々の平均値の算出に用いられるデータ数Ｎが多すぎると、測定感度が低下するとともに演算負荷や演算時間が増加する。よって、各々の平均値の算出に用いられるデータ数Ｎは必要最低限とすべきである。 As described above, the average output coefficient of the solar cell is calculated using the average value of the N measured values of the maximum output of the IV curve of the solar cell and the average value of the N measured values of the solar radiation intensity. Thereby, the dispersion | variation in the output characteristic of a solar cell can be relieved, and the precision of evaluation of the output characteristic of a solar cell can be improved. However, if the number N of data used for calculating each average value is too large, the measurement sensitivity is lowered and the computation load and computation time are increased. Therefore, the number N of data used for calculating each average value should be the minimum necessary.
これに対し、本実施例においては、Ｉ−Ｖカーブにおける最大出力と日射強度とをＮ回ずつ測定し、平均出力係数を算出するとともに、Ｎ個の各データにより算出したＮ個の出力係数の標準偏差を算出する。そして、Ｉ−Ｖカーブにおける最大出力と日射強度を繰り返し測定してＮの値を増加させ、各出力係数の標準偏差の値が所定の閾値以下となった場合に、その時のデータ数Ｎを採用して平均出力係数を算出し、太陽電池の出力特性の評価を行うことにした。 On the other hand, in the present embodiment, the maximum output and the solar radiation intensity in the IV curve are measured N times to calculate an average output coefficient, and N output coefficients calculated from each of N data are calculated. Calculate the standard deviation. The maximum output and solar radiation intensity in the IV curve are repeatedly measured to increase the value of N, and when the standard deviation value of each output coefficient falls below a predetermined threshold, the number of data N at that time is adopted. Thus, the average output coefficient was calculated and the output characteristics of the solar cell were evaluated.
図４には、平均出力係数を算出する際のデータ数Ｎと、各データに基づくＮ個の出力係数の標準偏差との関係のグラフを示す。図４から分かるように、データ数Ｎが増加するにつれて出力係数の標準偏差は減少し、図４ではＮ＝２５で標準偏差が閾値以下となっている。このように、標準偏差が閾値より小さくなるようなデータ数Ｎを用いて平均出力係数を算出することで、必要最低限のデータ数を用いて平均出力係数を算出し、太陽電池の出力特性を評価することが可能になる。なお、標準偏差についての閾値は、標準偏差がこの値以下となった場合には、充分に安定した平均出力係数の値が得られる標準偏差の値であり、予め理論的あるいは実験的に求めておいてもよい。 FIG. 4 shows a graph of the relationship between the number of data N when calculating the average output coefficient and the standard deviation of N output coefficients based on each data. As can be seen from FIG. 4, the standard deviation of the output coefficient decreases as the number of data N increases. In FIG. 4, N = 25 and the standard deviation is less than the threshold. In this way, by calculating the average output coefficient using the number of data N such that the standard deviation is smaller than the threshold, the average output coefficient is calculated using the minimum necessary number of data, and the output characteristics of the solar cell are calculated. It becomes possible to evaluate. The threshold value for the standard deviation is a standard deviation value that provides a sufficiently stable average output coefficient value when the standard deviation is less than or equal to this value, and is obtained theoretically or experimentally in advance. It may be left.
次に、図５には、本実施例におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２のフローチャートを示す。本ルーチンが実行されるとまず、Ｓ２０１において、出力係数の標準偏差の閾値が設定される。この閾値については上述のように予め実験的または理論的に適切な一定値に定めておいてもよい。Ｓ２０１の処理が終了するとＳ２０２に進む。Ｓ２０２においては太陽電池２のＩ−Ｖカーブと日射強度とが計測される。Ｓ２０２の処理が終了するとＳ２０３に進む。
Next, FIG. 5 shows a flowchart of the IV
Ｓ２０３においては、数式（３）及び（４）を用いて、Ｉ−Ｖカーブの最大出力の平均
値と、日射強度の平均値とが算出される。続いて、Ｓ２０４においては、Ｓ２０３で算出されたＩ−Ｖカーブの最大出力の平均値と、日射強度の平均値とから、数式（２）で示した平均出力係数が算出される。このＳ２０３及びＳ２０４の処理は、図２に示したＳ１０３及びＳ１０４の処理と同等であるので、詳細な説明は省略する。Ｓ２０４の処理が終了するとＳ２０５に進む。
In S203, the average value of the maximum output of the IV curve and the average value of the solar radiation intensity are calculated using Equations (3) and (4). Subsequently, in S204, the average output coefficient represented by Expression (2) is calculated from the average value of the maximum output of the IV curve calculated in S203 and the average value of the solar radiation intensity. Since the processes in S203 and S204 are equivalent to the processes in S103 and S104 shown in FIG. 2, detailed description thereof is omitted. When the process of S204 ends, the process proceeds to S205.
Ｓ２０５においては、本ルーチンの実行開始後、Ｓ２０２において計測されたＮ個の、Ｉ−Ｖカーブの最大出力とＮ個の日射強度から各々算出された、データ数Ｎの出力係数（平均出力係数ではない）の標準偏差が算出される。より具体的には、Ｓ２０５の処理が実行される度に、直近のＳ２０２の処理で計測された、Ｉ−Ｖカーブの最大出力と日射強度から出力係数を算出し、Ｎ番目の出力係数としてメモリーに記憶し、前回のＳ２０５の処理までに記憶されているＮ−１個の出力係数と最新の出力係数とを用いて出力係数の標準偏差を算出してもよい。Ｓ２０５の処理が終了するとＳ２０６に進む。 In S205, after the execution of this routine is started, the output coefficient of the number of data N calculated from the maximum output of the N IV curves and the N solar radiation intensities measured in S202 (in the average output coefficient, Standard deviation) is calculated. More specifically, each time the process of S205 is executed, an output coefficient is calculated from the maximum output of the IV curve and the solar radiation intensity measured in the most recent process of S202, and is stored as the Nth output coefficient. And the standard deviation of the output coefficient may be calculated using the N-1 output coefficients and the latest output coefficient stored until the previous processing of S205. When the processing of S205 ends, the process proceeds to S206.
Ｓ２０６においては、Ｓ２０５で算出したＮ個の出力係数の標準偏差が閾値以下かどうかが判定される。ここで、標準偏差が閾値より大きいと判定された場合には、さらにデータ数Ｎを増やして標準偏差を下げる必要があると判断されるのでＳ２０２の処理の前に戻る。一方、標準偏差が閾値以下と判定された場合には、この時点でのデータ数Ｎが充分な数であると判断されるので、Ｓ２０７に進む。 In S206, it is determined whether the standard deviation of the N output coefficients calculated in S205 is equal to or less than a threshold value. Here, when it is determined that the standard deviation is larger than the threshold value, it is determined that it is necessary to further increase the number of data N to decrease the standard deviation, and thus the process returns to the process of S202. On the other hand, if it is determined that the standard deviation is equal to or less than the threshold value, it is determined that the number of data N at this time is a sufficient number, and the process proceeds to S207.
Ｓ２０７においては、Ｓ２０４で算出したＮ個のデータによる平均出力係数により太陽電池の出力特性を確認する。具体的には、Ｎ個のＩ−Ｖカーブの最大出力の平均値とＮ個の日射強度の平均値を用いて算出された平均出力係数に基づき、平均出力係数が性能確認用閾値以下かどうかが確認される。Ｓ２０７の処理が終了すると評価結果が表示器８ａで表示された上で、本ルーチンが一旦終了される。
In S207, the output characteristics of the solar cell are confirmed based on the average output coefficient based on the N pieces of data calculated in S204. Specifically, based on the average output coefficient calculated using the average value of the maximum outputs of the N IV curves and the average value of the N solar radiation intensities, whether or not the average output coefficient is equal to or lower than the performance confirmation threshold value. Is confirmed. When the process of S207 is completed, the evaluation result is displayed on the
以上のように、本実施例においては、太陽電池の出力係数の評価において、太陽電池のＩ−Ｖカーブにおける最大出力のＮ個の計測値の平均値と、日射強度のＮ個の計測値の平均値を用いて平均出力係数を算出する場合に、データ数Ｎを、各出力係数の標準偏差が閾値以下となるように決定することとした。これにより、充分に安定した平均出力係数が得られるとともに、データ数Ｎが過剰に大きくなることを抑制できるので、システムの演算負荷及び演算時間を抑制し、評価時間の短縮化を促進することが可能となる。 As described above, in this example, in the evaluation of the output coefficient of the solar cell, the average value of the N measured values of the maximum output in the IV curve of the solar cell and the N measured values of the solar radiation intensity When the average output coefficient is calculated using the average value, the number of data N is determined so that the standard deviation of each output coefficient is equal to or less than the threshold value. As a result, a sufficiently stable average output coefficient can be obtained, and an excessive increase in the number N of data can be suppressed, so that the calculation load and calculation time of the system can be suppressed and the evaluation time can be shortened. It becomes possible.
なお、本実施例において、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン２の特にＳ２０５の処理を実行するＣＰＵは、出力係数算出部と標準偏差算出部に相当する。また、特にＳ２０６の処理を実行してデータ数Ｎを確定するＣＰＵはデータ数算出部に相当する。
In this embodiment, the CPU that executes the process of S205 of the IV
＜実施例３＞
次に、実施例３について説明する。本実施例では、実施例２で説明したＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２における標準偏差の閾値を、出力係数の信頼区間に基づいて決定する例について説明する。
<Example 3>
Next, Example 3 will be described. In the present embodiment, an example will be described in which the standard deviation threshold in the IV
次に、上記のＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２における標準偏差の閾値の決定方法について説明する。図６には、出力係数の値とその信頼区間についての概念図を示す。棒グラフで示すのはある出力係数の値であり、実線で表されている出力係数の範囲は例えば±５％の信頼区間である。ここで、ある信頼区間が３σに相当する信頼度９９．７３％を有するためには、以下の数式（３）が成り立つ必要がある。
σ：出力係数の標準偏差、Ｎ：データ数
Next, a method for determining a standard deviation threshold in the above-described IV
σ: Standard deviation of output coefficient, N: Number of data
従って、この範囲が±５％以内となるためには、以下の式（６）を満たす必要がある。
従って、満足すべき標準偏差の範囲は、式（７）のようになる。
すなわち、この場合は標準偏差の閾値を５√Ｎ／３と定めればよいことになる。このように、信頼区間から閾値を決めてもよいが、この場合には閾値はＮの値に応じて変化することとなる。
Therefore, the range of the standard deviation to be satisfied is as shown in Expression (7).
That is, in this case, the standard deviation threshold may be set to 5√N / 3. As described above, the threshold may be determined from the confidence interval, but in this case, the threshold changes according to the value of N.
図７には、本実施例におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン３についてのフローチャートを示す。本ルーチンが実行されると、Ｓ３０１において出力係数の信頼区間の幅が設定される。本実施例では±５％と設定したが、この値に限定する趣旨ではない。Ｓ３０１の処理が終了するとＳ３０２に進む。
In FIG. 7, the flowchart about the IV
Ｓ３０２においては、Ｓ３０１において設定された信頼区間の幅より、式（５）〜（７）に示したのと同様の計算をすることにより、標準偏差の閾値を算出する。Ｓ３０２の処理が終了すると、Ｓ３０３に進む。本ルーチンにおけるＳ３０３〜Ｓ３０８の処理の内容は、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン２におけるＳ２０２〜Ｓ２０７の処理と同等であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
In S302, the standard deviation threshold value is calculated by performing the same calculation as shown in the equations (5) to (7) from the width of the confidence interval set in S301. When the process of S302 ends, the process proceeds to S303. Since the contents of the processing of S303 to S308 in this routine are the same as the processing of S202 to S207 in the IV
以上のように、本実施例においては、まず、出力係数の適切な信頼区間の幅を設定し、その信頼区間が±３σ相当となるように、標準偏差の閾値を定めた。従って、閾値の値を統計学に基づいたより信頼性の高い値に設定することが可能となり、より確実に、平均出力係数の値の精度を向上させ、太陽電池の出力特性をより精度よく評価することが可能になる。 As described above, in this embodiment, first, an appropriate confidence interval width of the output coefficient is set, and the standard deviation threshold is set so that the confidence interval corresponds to ± 3σ. Therefore, the threshold value can be set to a more reliable value based on statistics, and the accuracy of the average output coefficient value can be improved more reliably and the output characteristics of the solar cell can be evaluated more accurately. It becomes possible.
図８には、本実施例及び実施例２における太陽電池評価システム１０の概略構成を示す。太陽電池評価システム１０と、図３に示した太陽電池評価システム１との相違点は、太陽電池評価システム１０は、演算部６と、評価部８の間に、標準偏差判断手段の一例である標準偏差判断部１７を備えている点である。また、標準偏差判断部１７には閾値記憶手段の一例である閾値記憶部１９が接続されており、閾値記憶部１９が記憶している閾値の値が標準偏差判断部１７に入力されるようになっている点である。
In FIG. 8, schematic structure of the solar
本実施例及び実施例２における標準偏差判断部１７においてはＮ個の、Ｉ−Ｖカーブの
最大出力とＮ個の日射強度から各々算出された、データ数Ｎの出力係数（平均出力係数ではない）の標準偏差が算出され、標準偏差が閾値記憶部１９から入力される閾値以下と判定される、データ数Ｎが算出される。そして、評価部８においては、標準偏差判断部１７で算出されたデータ数Ｎと数式（２）とに基づいて、平均出力係数が演算される。また、この平均出力係数の値と性能確認用閾値とが比較され、太陽電池の出力のＩ−Ｖカーブが正常か異常かが判定される。
In the standard
なお、閾値記憶部１９に記憶されている閾値に関して、実施例２においては、単に実験的または理論的に求められているのに対し、実施例３においては、出力係数の信頼区間に基づき数式（５）〜（７）を用いて求められる点が異なる。
In the second embodiment, the threshold value stored in the threshold
＜実施例４＞
次に、本発明の実施例４について説明する。本実施例では、太陽電池のＩ−Ｖカーブ、日射強度の他に太陽電池の温度を取得して、太陽電池の出力特性の計測値を補正する例について説明する。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example will be described in which the temperature of the solar cell is acquired in addition to the IV curve and solar radiation intensity of the solar cell, and the measured value of the output characteristic of the solar cell is corrected.
ここで、太陽電池のＩ−Ｖカーブにおける電流値及び電圧値は、太陽電池の温度によって変化してしまうことが分かっている。よって、例えば、（１）太陽電池の温度が２５℃±２℃の条件と、（２）日射強度が１０００±１０Ｗ／ｍ２の条件を基準条件とし、この基準条件下以外の環境においては、計測された電流値及び電圧値を、標準条件すなわち例えば日射強度１ｋＷ／ｍ２、太陽電池の温度が２５℃の基準条件下における値に補正することで、太陽電池の出力特性の評価の精度をより向上させることが可能である。 Here, it is known that the current value and voltage value in the IV curve of the solar cell change depending on the temperature of the solar cell. Thus, for example, (1) the temperature of the solar cell is 25 ° C. ± 2 ° C., and (2) the solar radiation intensity is 1000 ± 10 W / m 2 as a reference condition. The accuracy of the evaluation of the output characteristics of the solar cell can be improved by correcting the measured current value and voltage value to values under the standard conditions, for example, the solar radiation intensity of 1 kW / m 2 and the solar cell temperature of 25 ° C. It is possible to improve further.
基準状態での日射強度、太陽電池の温度、電圧値及び電流値をそれぞれＧ２、Ｔ２、Ｖ２及びＩ２とし、日射強度、太陽電池の温度、電圧値、電流値及び短絡電流値の計測値をそれぞれ、Ｇ１、Ｔ１、Ｖ１、Ｉ１及びＩｓｃとした場合に、基準状態における電流値及び電圧値は、以下の数式（８）、（９）のように表わせる。本実施例においては、数式（８）、（９）を用いて、太陽電池の出力特性の計測値を補正する。
Ｉ２＝Ｉ１＋Ｉｓｃ（Ｇ２／Ｇ１−１）＋α（Ｔ２−Ｔ１）・・・・・・（８）
Ｖ２＝Ｖ１＋β（Ｔ２−Ｔ１）−Ｒｓ・（Ｉ２−Ｉ１）−Ｋ・Ｉ２（Ｔ２−Ｔ１）・・（９）
α：１℃の温度上昇による短絡電流Ｉｓｃの変動値（Ａ／℃）、β：１℃の温度上昇による開放電圧Ｖｏｃの変動値（Ｖ／℃）、Ｒｓ：太陽電池の直列抵抗（Ω）、Ｋ：曲線補正因子（Ω／℃）、Ｉｓｃ：短絡電流（Ａ）
The measured solar radiation intensity, solar cell temperature, voltage value, current value, and short-circuit current value for solar radiation intensity, solar cell temperature, voltage value, current value, and short-circuit current value are G2, T2, V2, and I2, respectively. , G1, T1, V1, I1 and Isc, the current value and voltage value in the reference state can be expressed as the following mathematical formulas (8) and (9). In the present embodiment, the measured values of the output characteristics of the solar cell are corrected using the formulas (8) and (9).
I2 = I1 + Isc (G2 / G1-1) + α (T2-T1) (8)
V2 = V1 + [beta] (T2-T1) -Rs. (I2-I1) -K.I2 (T2-T1) .. (9)
α: Variation value of short circuit current Isc due to temperature rise of 1 ° C. (A / ° C.), β: Variation value of open circuit voltage Voc due to temperature increase of 1 ° C. (V / ° C.), Rs: Series resistance of solar cell (Ω) , K: curve correction factor (Ω / ° C.), Isc: short circuit current (A)
図９には、本実施例における本実施例におけるＩ−Ｖカーブ評価ルーチン４についてのフローチャートを示す。本ルーチンが実行されるとまず、Ｓ２０１において、出力係数の標準偏差の閾値が設定される。次に、Ｓ２１２においては太陽電池２のＩ−Ｖカーブ、日射強度及び太陽電池２のパネル温度が計測される。Ｓ２１２の処理が終了するとＳ２１３に進む。
In FIG. 9, the flowchart about the IV
Ｓ２１３においては、Ｉ−Ｖカーブ、日射強度、太陽電池の温度（パネル温度ともいう。）の平均値が算出される。ここで、Ｉ−Ｖカーブの平均値が算出される際には、各計測Ｉ−Ｖカーブを電圧（または電流）で等間隔に分割し、各々の電圧（または電流）において各計測Ｉ−Ｖカーブの電流（または電圧）を平均することで、平均Ｉ−Ｖカーブが求められる。また、日射強度Ｇの平均値は先述の数式（４）によって求められる。さらに、太陽電池の温度Ｔの平均値は、以下の数式（１０）によって求められる。
Ｓ２１３の処理が終了するとＳ２１４に進む。
In S213, an average value of the IV curve, the solar radiation intensity, and the solar cell temperature (also referred to as panel temperature) is calculated. Here, when the average value of the IV curve is calculated, each measurement IV curve is divided into equal intervals by voltage (or current), and each measurement IV is calculated at each voltage (or current). The average IV curve is obtained by averaging the current (or voltage) of the curve. Moreover, the average value of the solar radiation intensity G is calculated | required by above-mentioned numerical formula (4). Furthermore, the average value of the temperature T of a solar cell is calculated | required by the following Numerical formula (10).
When the processing of S213 ends, the process proceeds to S214.
続いて、Ｓ２１４においては、Ｓ２０３で算出された平均Ｉ−Ｖカーブの各点（ｊ＝
１〜Ｍ）の電流Ｉｊの平均値及び電圧Ｖｊの平均値が、太陽電池２のパネル温度の平均値を用いて、以下の数式（１１）及び（１２）に基づいて補正される。なお、数式（１１）においてＩｓｃは短絡電流である。
Ｓ２１４の処理が終了すると、Ｓ２１５に進む。
Subsequently, in S214, each point of the average IV curve calculated in S203 (j =
1 to M), the average value of the current Ij and the average value of the voltage Vj are corrected based on the following formulas (11) and (12) using the average value of the panel temperature of the
When the process of S214 ends, the process proceeds to S215.
そして、Ｓ２１５においては、補正後の平均Ｉ−Ｖカーブにおける最大出力値と定格出力Ｐｍｏとから平均出力係数ＰＲａｖｅが数式（１３）に基づいて算出される。
Ｓ２１５の処理が終了するとＳ２０５からＳ２０７の処理が実行されるが、この処理は、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン２におけるＳ２０５からＳ２０７までの処理と同等であるので、詳細な説明は省略する。なお、平均出力係数ＰＲａｖｅを表す数式（１３）は、数式（２）とは異なっているが、これは、日射強度Ｇの平均値と基準日射温度ＧＳＴＣの比の項については、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン４では数式（１１）で考慮されているからである。従って、Ｓ２１４の処理における数式（１１）で、日射強度Ｇの平均値と基準日射温度ＧＳＴＣの比の項を考慮することを止め、その代わりに、Ｓ２１５では数式（２）を用いて平均出力係数ＰＲａｖｅを求めるようにしても構わない。
When the process of S215 is completed, the process of S205 to S207 is executed. This process is equivalent to the process of S205 to S207 in the IV
図１０には、温度補正前後のＩ−Ｖカーブの変化の例を示す。また、図１１には本実施例における太陽電池評価システム２０の概略構成を示す。太陽電池評価システム２０の、太陽電池評価システム１０との相違点は、センサとして、日射計４の他に温度取得手段の一例としての温度計２４ａを備えており、温度計２４ａによって太陽電池２の温度を取得し、Ｉ−Ｖカーブを補正する点である。
FIG. 10 shows an example of changes in the IV curve before and after temperature correction. FIG. 11 shows a schematic configuration of the solar
なお、図１２には、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン４と同じ目的を果たすための別ルーチンである、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン５についてのフローチャートを示す。このルーチンで
は、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン４のように、Ｉ−Ｖカーブの平均を求めるのではなく、各々のＩ−Ｖカーブにおける最大出力点の電流と電圧とを求め、その値の平均値を算出する点が異なる。
In addition, in FIG. 12, the flowchart about the IV
本ルーチンにおいては、Ｓ２１２において、太陽電池２のＩ−Ｖカーブ、日射強度及び太陽電池２の温度が計測されると、Ｓ２２３に進む。Ｓ２２３では、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流及び電圧の平均値と、日射強度の平均値と、太陽電池の温度の平均値と、短絡電流の平均値が算出される。ここで、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流及び電圧の平均値は、より具体的には、まず、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流Ｉｐｍと電圧Ｖｐｍが抽出され、以下の数式（１４）及び（１５）に従って算出される。
また、日射強度の平均値は先述の数式（４）により、太陽電池の温度の平均値は先述の数式（１０）により、短絡電流の平均値は先述の数式（１１）の下段の式により算出される。
In this routine, when the IV curve, the solar radiation intensity, and the temperature of the
Further, the average value of solar radiation intensity is calculated by the above-described equation (4), the average value of the solar cell temperature is calculated by the above-mentioned equation (10), and the average value of the short circuit current is calculated by the lower equation of the above-described equation (11). Is done.
Ｓ２２３の処理が終了するとＳ２２４に進む。Ｓ２２４においては、各Ｉ−Ｖカーブの最大出力点の電流及び電圧である、最大出力電流Ｉｐｍと最大出力電圧Ｖｐｍの平均値が、日射強度Ｇの平均値と、短絡電流Ｉｓｃの平均値と、太陽電池の温度Ｔの平均値を用いて補正される。より具体的には、以下の数式（１６）及び（１７）を用いて補正される。
Ｓ２２４の処理が終了するとＳ２２５に進む。Ｓ２２５においては、以下の数式（１８）に示すように補正後の最大出力電流と最大出力電圧の平均値を乗積することにより、補正後の最大出力の平均値が算出され、さらに、先述の数式（１３）を用いて平均出力係数ＰＲａｖｅが算出される。
Ｓ２０５〜Ｓ２０７の処理が実行されるが、これらの処理はＩ−Ｖカーブ評価ルーチン２と同等であるので、ここでは説明は省略する。なお、ここでも、数式（２）とは異なる平均出力係数の数式（１３）が用いられるのは、日射強度Ｇの平均値と基準日射温度ＧＳＴＣの比の項について、Ｉ−Ｖカーブ評価ルーチン５では数式（１６）で考慮されているからである。従って、Ｓ２２４の処理における数式（１６）では、日射強度Ｇの平均値と
基準日射温度ＧＳＴＣの比の項を考慮すること止め、その代わりに、Ｓ２２５では先述の数式（２）を用いて平均出力係数を求めるようにしてもよい。
Although the processes of S205 to S207 are executed, these processes are equivalent to the IV
以上、本実施例においては、温度計２４ａによって太陽電池２の温度を取得し、温度によってＩ−Ｖカーブを補正することにしたので、より精度良く太陽電池の出力特性の評価を行うことが可能である。
As described above, in this embodiment, the temperature of the
＜実施例５＞
次に、実施例５について説明する。本実施例においては、太陽電池評価システムの構成の様々な態様について説明する。
<Example 5>
Next, Example 5 will be described. In this example, various aspects of the configuration of the solar cell evaluation system will be described.
図１３には、本実施例における太陽電池評価システム３０の態様について示す。この態様における構成要素の太陽電池２、電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａ、演算部６、標準偏差判断部１７、閾値記憶部１９、評価部８、表示器８ａについては、各々、図１１の太陽電池評価システム２０に示した構成と同等である。一方、この態様においては、計測データ取得部３５が、ＤＣ／ＤＣコンバータ３４ａ、インバータ３４ｂとともにパワーコンディショナ３４内に配置されている点が異なる。また、パワーコンディショナ３４は、負荷３６に接続されている。
In FIG. 13, it shows about the aspect of the solar
次に、図１４には、本実施例における太陽電池評価システム４０の態様について示す。この態様における構成要素のうち太陽電池２、電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａ、表示器８ａ，負荷３６については、各々、図１３に示した対応する構成と同等である。この態様においては、計測データ取得部４５、演算部４６、標準偏差判断部４７、評価部４８、閾値記憶部４９が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４ａ、インバータ４４ｂとともにパワーコンディショナ４４内に構成されている。
Next, in FIG. 14, it shows about the aspect of the solar
次に、図１５には、本実施例における太陽電池評価システム５０の態様について示す。この態様における構成要素のうち太陽電池２、電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａについては、各々、図１４に示した対応する構成と同等である。この態様においては、計測データ取得部５５、演算部５６、標準偏差判断部５７、評価部５８、表示部５８ａ，閾値記憶部５９が、パワーコンディショナとは独立して、ハンディタイプのＩ−Ｖ特性計測装置５４内に構成されている。これによれば、評価者が太陽光発電システム５０の評価に現場に向かう際に、ハンディタイプのＩ−Ｖ特性計測装置５４を持参し、設置した上で、適切な期間だけ放置して評価を継続的に行うなどの運用が可能になる。
Next, FIG. 15 shows an aspect of the solar
次に、図１６には、本実施例における太陽電池評価システム６０の態様について示す。この態様における電流電圧特性計測部３、日射計４、温度計２４ａ、計測データ取得部４５、演算部４６、標準偏差判断部４７、評価部４８、閾値記憶部４９、ＤＣ／ＤＣコンバータ４４ａ、インバータ４４ｂ、表示器８ａ、負荷３６については、各々、図１４に示した対応する構成と同等である。この態様においては、複数の太陽電池６２ａ、６２ｂがパワーコンディショナ６４に接続されており、電流電圧特性計測部３に入力されている。そして、スイッチ６３ａ及び６３ｂによって、電流電圧特性計測部３への入力が切り替えられるようになっている。この態様によれば、複数の太陽電池について、出力特性の評価を行うことが可能である。
Next, in FIG. 16, it shows about the aspect of the solar
次に、図１７には、本実施例における太陽電池評価システム７０の態様について示す。この態様における構成要素の太陽電池２、日射計４、温度計２４ａ、計測データ取得部５、演算部６、標準偏差判断部１７、閾値記憶部１９、評価部８、表示器８ａについては、各々、図１１の太陽電池評価システム２０に示した構成と同等である。一方、この態様においては、電流電圧特性計測部７３が、ＤＣ／ＤＣコンバータ７４ａ、インバータ７４ｂ
とともにパワーコンディショナ７４内に配置されている点が異なる。
Next, in FIG. 17, it shows about the aspect of the solar
In addition, it is different in that it is arranged in the
このように、本発明における太陽電池評価システムにおいては、いずれの構成をパワーコンディショナに組み込むかという点について様々な組み合わせが考えられ、システム全体としての利便性に応じて適宜決定すればよい。この組み合わせについては上記の態様に限定する趣旨ではない。また、いずれの構成をハンディタイプのＩ−Ｖ特性計測装置に組み込むかという点についても同様である。 As described above, in the solar cell evaluation system according to the present invention, various combinations can be considered as to which configuration is incorporated into the power conditioner, and may be appropriately determined according to the convenience of the entire system. This combination is not intended to be limited to the above embodiment. The same applies to which configuration is incorporated into a handy type IV characteristic measuring apparatus.
＜実施例６＞
次に、本発明の実施例６について説明する。実施例１〜実施例５においては、太陽電池の出力特性を評価する際に、平均出力係数を用いることを前提としていたが、本実施例においては、平均出力係数を用いない例について説明する。
<Example 6>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In Examples 1 to 5, it was assumed that the average output coefficient was used when evaluating the output characteristics of the solar cell. However, in this example, an example in which the average output coefficient is not used will be described.
本実施例においては、数式（２）で示される平均出力係数を用いて太陽電池の出力特性を評価するのではなく、数式（１）で示される出力係数を用いて太陽電池の出力特性を評価する。しかしながら、太陽電池２と、日射計４の応答速度の違いにより、図２０に示したように出力係数のグラフに特異点が現れた場合には、特異点のデータを排除する。より具体的には、横軸に計測回数、縦軸に出力係数をとった図２０（ｂ）のようなグラフにおいて、前回の値に対して例えば±２０％以上変化した値が現れた場合には、その値を削除してもよい。
In this example, the output characteristics of the solar cell are not evaluated using the average output coefficient expressed by the formula (2), but the output characteristics of the solar cell are evaluated using the output coefficient expressed by the formula (1). To do. However, when a singular point appears in the graph of the output coefficient as shown in FIG. 20 due to a difference in response speed between the
あるいは、出力係数のデータの中で、例えば大きい方から３点、小さい方から３点のデータを削除してもよい。もちろん、この３点という数値は出力係数のばらつきの大きさを考慮しつつ、適宜変更してもよい。さらに、太陽電池の出力特性の評価に用いる指標を、例えば、連続する１０個の出力係数の平均値（平均出力係数とは異なる）ということにしても構わない。ここでも、この１０個という数値は出力係数のばらつきの大きさを考慮しつつ、適宜変更してもよい。 Alternatively, in the output coefficient data, for example, data of three points from the larger one and three points from the smaller one may be deleted. Of course, the numerical value of these three points may be changed as appropriate in consideration of the magnitude of variation in output coefficients. Furthermore, the index used for evaluating the output characteristics of the solar cell may be, for example, an average value of 10 consecutive output coefficients (different from the average output coefficient). In this case as well, the numerical value of 10 may be changed as appropriate in consideration of the magnitude of variation in the output coefficient.
以上のように、本実施例においては、太陽電池の出力特性の評価のために、平均出力係数でなく、あくまで出力係数を用いた上で、太陽電池と、日射計の応答速度の違いによる出力係数の変動を緩和することにした。これによっても、太陽電池の出力特性の評価の精度を向上させることが可能である。なお、本実施例において説明した処理は、太陽光発電システムに設けられた図示しないＣＰＵの指令により自動的に実施される。この意味で太陽光発電システムに設けられたＣＰＵは安定化手段に相当する。 As described above, in this embodiment, for the evaluation of the output characteristics of the solar cell, the output due to the difference in the response speed between the solar cell and the pyranometer after using the output coefficient instead of the average output coefficient. Decided to mitigate coefficient fluctuations. Also by this, it is possible to improve the accuracy of the evaluation of the output characteristics of the solar cell. In addition, the process demonstrated in a present Example is automatically implemented by the command of CPU which is not shown in the photovoltaic power generation system. In this sense, the CPU provided in the photovoltaic power generation system corresponds to stabilization means.
１、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０・・・太陽光発電システム
２、６２ａ、６２ｂ・・・太陽電池
３、・・・電流電圧特性計測部
４・・・日射計
５、３５、４５、５５・・・計測データ取得部
６、４６、５６・・・演算部
８、４８、５８・・・評価部
８ａ、５８ａ・・・表示器
１７、４７、５７・・・標準偏差判断部
１９、４９、５９・・・閾値記憶部
２４ａ・・・温度計
３４、４４、６４、７４・・・パワーコンディショナ
３４ａ、４４ａ、７４ａ・・ＤＣ／ＤＣコンバータ
３４ｂ、４４ｂ、７４ｂ・・・インバータ
３６・・・負荷
５４・・・Ｉ−Ｖ特性計測装置
６３ａ、６３ｂ・・・スイッチ
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値と、前記日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する評価手段と、を備え、
前記評価手段は、
前記取得手段により取得された前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と、前記日射強度の取得速度の相違に基づく、前記太陽電池の出力特性の値の変動を緩和する安定化手段を有し、
前記安定化手段は、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流の関係から得られた前記太陽電池の最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出する平均値算出部と、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較して、太陽電池の出力特性を評価する出力係数評価部と、を有し、
前記最大電力点における電力値と前記日射強度とに基づいて算出される出力係数の標準偏差に基づいて前記所定回数を定める標準偏差判断手段と、
前記出力係数の標準偏差がそれ以下の場合に、充分に安定した前記平均出力係数の値が得られると考えられる前記標準偏差の閾値を記憶する閾値記憶手段と、
をさらに備え、
前記標準偏差判断手段は、
前記安定化手段が前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係と前記日射強度とを複数回取得した際の各取得機会において取得された前記最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出する出力係数算出部と、
前記出力係数算出部において算出された複数の出力係数のデータについての標準偏差を算出する標準偏差算出部と、
前記標準偏差算出部によって算出された標準偏差が、前記閾値記憶手段に記憶された前記標準偏差の閾値以下になるときの前記出力係数のデータ数を算出するデータ数算出部と
、を備え、
前記データ数算出部によって算出されたデータ数を、前記平均値算出部が平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定することを特徴とする、太陽電池の評価装置。 An acquisition means for acquiring the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity,
The output characteristics of the solar cell are evaluated based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell acquired by the acquiring means, and the solar radiation intensity. An evaluation means,
The evaluation means includes
And relationship between the output voltage and output current of the solar cell obtained by the obtaining unit, based on the difference in the acquisition rate of the solar radiation intensity, have a stabilizing means to mitigate the variation in the value of the output characteristics of the solar cell ,
The stabilizing means includes
The relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity are acquired a plurality of times, and the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and the output current of the solar cell acquired a plurality of times. An average maximum power value that is an average value for a predetermined number of times, and an average value calculation unit that calculates an average solar radiation intensity that is an average value for the predetermined number of times of the solar radiation intensity acquired a plurality of times,
An output coefficient evaluation unit that evaluates the output characteristics of the solar cell by comparing an average output coefficient determined based on the average maximum power value and the average solar radiation intensity and a predetermined threshold value for the output coefficient; And
A standard deviation judging means for determining the predetermined number of times based on a standard deviation of an output coefficient calculated based on a power value at the maximum power point and the solar radiation intensity;
A threshold value storage means for storing a threshold value of the standard deviation that is considered to provide a sufficiently stable value of the average output coefficient when the standard deviation of the output coefficient is less than that;
Further comprising
The standard deviation judging means is
The stabilizing means is acquired at each acquisition opportunity, the power value at the maximum power point acquired at each acquisition opportunity when the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity are acquired a plurality of times. From the solar radiation intensity, an output coefficient calculation unit that calculates an output coefficient at each acquisition opportunity,
A standard deviation calculating unit for calculating a standard deviation for data of a plurality of output coefficients calculated in the output coefficient calculating unit;
A data number calculation unit that calculates the number of data of the output coefficient when the standard deviation calculated by the standard deviation calculation unit is equal to or less than the threshold value of the standard deviation stored in the threshold value storage unit;
With
The solar cell evaluation apparatus, wherein the number of data calculated by the data number calculation unit is set as a predetermined number of times when the average value calculation unit calculates an average maximum power value and an average solar radiation intensity.
前記評価手段は、前記太陽電池の出力電圧と出力電流の関係または前記太陽電池の最大電力点における電力値を、前記取得手段によって取得された前記太陽電池の温度に基づいて補正した上で、前記太陽電池の出力特性を評価することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置。 The acquisition means further acquires the temperature of the solar cell,
The evaluation unit corrects the relationship between the output voltage and output current of the solar cell or the power value at the maximum power point of the solar cell based on the temperature of the solar cell acquired by the acquisition unit, and 4. The solar cell evaluation apparatus according to claim 1 , wherein output characteristics of the solar cell are evaluated. 5.
請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置と、
太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする太陽光発電システム。 A solar cell module;
The solar cell evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
A solar power generation system comprising: a power conditioner that boosts the output of a solar cell module and converts DC power into AC power.
請求項１から４のいずれか一項に記載の太陽電池の評価装置と、
太陽電池モジュールの出力を昇圧するとともに直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備え
前記取得手段と、前記評価手段と、前記標準偏差判断手段と、前記閾値記憶手段のうち、少なくとも一つを、前記パワーコンディショナ内に組み込んだことを特徴とする太陽光発電システム。 A solar cell module;
The solar cell evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 4 ,
A power conditioner that boosts the output of the solar cell module and converts DC power to AC power, and includes at least one of the acquisition unit, the evaluation unit, the standard deviation determination unit, and the threshold value storage unit. A photovoltaic power generation system characterized in that one is incorporated in the power conditioner.
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記太陽電池の最大電力点に
おける電力値と、日射強度とに基づいて前記太陽電池の出力特性を評価する、太陽電池の評価方法であって、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度とを複数回取得し、複数回取得した太陽電池の出力電圧と出力電流との関係から得られた前記最大電力点における電力値のうちの所定回数分の平均値である平均最大電力値と、複数回取得した前記日射強度の前記所定回数分の平均値である平均日射強度とを算出し、
前記平均最大電力値と前記平均日射強度とに基づいて定められる平均出力係数と、出力係数についての所定の閾値とを比較することで、太陽電池の出力特性を評価し、
前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係を複数回取得した際の、各取得機会において取得された前記最大電力点における電力値と、各取得機会において取得された前記日射強度から、各取得機会における出力係数を算出し、
算出された各取得機会における出力係数についての標準偏差を算出し、
前記算出された標準偏差が、所定の閾値以下になるときの、前記太陽電池の出力電圧と出力電流との関係と前記日射強度の取得回数を算出し、 前記取得回数を、前記平均最大電力値と平均日射強度を算出する際の所定回数として設定することを特徴とする、太陽電池の評価方法。 Get the relationship between the output voltage and output current of the solar cell,
A solar cell evaluation method for evaluating the output characteristics of the solar cell based on the power value at the maximum power point of the solar cell obtained from the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the solar radiation intensity. There,
Obtaining the relationship between the solar cell output voltage and output current and the solar radiation intensity multiple times, the power value at the maximum power point obtained from the relationship between the solar cell output voltage and output current obtained multiple times An average maximum power value that is an average value for a predetermined number of times, and an average solar radiation intensity that is an average value for the predetermined number of times of the solar radiation intensity acquired a plurality of times,
By comparing the average output coefficient determined based on the average maximum power value and the average solar radiation intensity, and a predetermined threshold for the output coefficient, to evaluate the output characteristics of the solar cell ,
Each acquisition from the power value at the maximum power point acquired at each acquisition opportunity and the solar radiation intensity acquired at each acquisition opportunity when the relationship between the output voltage and output current of the solar cell is acquired a plurality of times Calculate the power factor at the opportunity,
Calculate the standard deviation for the calculated output coefficient at each acquisition opportunity,
When the calculated standard deviation is equal to or less than a predetermined threshold value, the relationship between the output voltage and output current of the solar cell and the number of times of acquisition of the solar radiation intensity are calculated, and the number of times of acquisition is calculated as the average maximum power value. And a predetermined number of times when calculating the average solar radiation intensity.
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