JP5470542B2 - Solar cell evaluation method and solar cell evaluation system - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池の評価方法及び評価システムに関する。 The present invention relates to a solar cell evaluation method and an evaluation system.
太陽電池において、光エネルギーから電気エネルギーへの変換効率は最も重要な性能の一つである。太陽電池の生産規模は発電電力の総量で評価されることが多く、生産規模を向上させるためには、変換効率の高い太陽電池を実現することが不可欠である。 In solar cells, the conversion efficiency from light energy to electrical energy is one of the most important performances. The production scale of solar cells is often evaluated by the total amount of generated power, and in order to improve the production scale, it is indispensable to realize a solar cell with high conversion efficiency.
この変換効率に影響を与えるパラメータの1つとして、短絡光電流がある。これは、短絡状態に接続した太陽電池に光を照射した際に発生する電流をいう。照射された光の全てが電流に変換されることが望ましいが、実際には様々な損失の過程があり、照射された光の全てが電流に変換されるわけではない。そこで、特許文献1では、太陽電池の変換効率の波長依存性を評価する技術が提案されている。 One parameter that affects the conversion efficiency is a short-circuit photocurrent. This refers to the current generated when light is applied to a solar cell connected in a short-circuit state. Although it is desirable that all of the irradiated light is converted into an electric current, there are actually various loss processes, and not all of the irradiated light is converted into an electric current. Therefore, Patent Document 1 proposes a technique for evaluating the wavelength dependence of the conversion efficiency of a solar cell.
太陽電池モジュールでは、一般に1枚の基板上に複数の太陽電池セルが直列に接続された構造を有する。複数個の太陽電池セルの表面に光が照射されると、照射された光は電流に変換されてそれぞれの太陽電池セルに電流が発生する。このような太陽電池モジュールでは、各太陽電池セルの特性がプロセス上の様々な要因によりばらつくことがある。複数個の太陽電池セルの変換効率に差がある場合は、最も変換効率の低い太陽電池セルに発生する電流に制限される。 A solar cell module generally has a structure in which a plurality of solar cells are connected in series on a single substrate. When light is irradiated on the surfaces of the plurality of solar cells, the irradiated light is converted into current, and current is generated in each solar cell. In such a solar cell module, the characteristics of each solar cell may vary due to various factors in the process. When there is a difference in the conversion efficiency of the plurality of solar cells, the current is limited to the solar cell having the lowest conversion efficiency.
そこで、特許文献2には、太陽電池モジュールのそれぞれの位置における変換効率の分布を測定することができる技術が提案されている。特許文献2に記載の太陽電池評価装置は、太陽電池モジュールを部分的に照射する部分照明光源を備えている。太陽電池モジュール上の部分照明の位置を走査して、部分照明位置ごとに変換効率を測定している。 Therefore, Patent Document 2 proposes a technique that can measure the distribution of conversion efficiency at each position of the solar cell module. The solar cell evaluation apparatus described in Patent Document 2 includes a partial illumination light source that partially irradiates a solar cell module. The position of partial illumination on the solar cell module is scanned, and the conversion efficiency is measured for each partial illumination position.
家庭用の太陽光発電システムや太陽光発電所では、発電電力を増大させるために、複数の太陽電池セルを有する太陽電池モジュールを複数個直列に接続することにより大面積化を実現した太陽電池ユニットが用いられる。このような太陽電池ユニットは、屋根や屋上に設置される。 In a solar power generation system or solar power plant for home use, a solar cell unit that realizes a large area by connecting a plurality of solar cell modules having a plurality of solar cells in series in order to increase the generated power. Is used. Such a solar cell unit is installed on a roof or a rooftop.
太陽電池ユニットにおいては、経時変化により変換効率が部分的に低下することがある。そこで、太陽電池ユニットを屋根等に設置した状態で、変換効率を測定することが望まれている。しかしながら、特許文献2に記載の太陽電池評価装置では、太陽電池上を部分照明で照明する必要があり、屋根等に設置した状態で変換効率を測定することは困難である。特に、屋根等の上に設置された太陽電池ユニットを評価する場合には、安全に調査することが難しい。 In the solar cell unit, the conversion efficiency may partially decrease due to a change with time. Therefore, it is desired to measure the conversion efficiency with the solar cell unit installed on the roof or the like. However, in the solar cell evaluation device described in Patent Document 2, it is necessary to illuminate the solar cell with partial illumination, and it is difficult to measure the conversion efficiency in a state where the solar cell is installed on a roof or the like. In particular, when evaluating a solar cell unit installed on a roof or the like, it is difficult to investigate safely.
本発明は、上記のような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、接続される複数の太陽電池ユニットを切り離すことなく、太陽電池ユニットを屋根等に設置したままで、太陽電池ユニットの各位置の評価を正確に行うことができる太陽電池評価方法及び太陽電池評価システムを提供することである。 The present invention has been made in the background as described above, and the object of the present invention is to install the solar cell unit on a roof or the like without disconnecting a plurality of solar cell units to be connected. A solar cell evaluation method and a solar cell evaluation system that can accurately evaluate each position of a battery unit.
本発明の第1の態様に係る太陽電池評価方法は、複数の太陽電池セルを備える太陽電池の評価方法であって、前記複数の太陽電池セルの一部を遮光帯で遮光し、前記遮光帯を第1の方向にスキャンしながら、当該遮光帯で遮光された前記太陽電池の全面に光を照射したときの前記太陽電池からの出力を検出し、前記遮光帯の前記太陽電池に対する方向を異なる第2の方向に変化させ、前記遮光帯を前記第2の方向にスキャンしながら、当該遮光帯で遮光された前記太陽電池の全面に光を照射したときの前記太陽電池からの出力を検出し、検出した前記太陽電池からの出力に基づいて、前記太陽電池の変換効率分布を算出する。これにより、接続される太陽電池セルを切り離すことなく、変換効率の低下の二次元分布を求めることができ、太陽電池を適切に評価することが可能となる。 The solar cell evaluation method according to the first aspect of the present invention is a solar cell evaluation method including a plurality of solar cells, wherein a part of the plurality of solar cells is shielded with a light shielding band, and the light shielding band The output from the solar cell is detected when light is applied to the entire surface of the solar cell shielded by the light shielding band while scanning in the first direction, and the direction of the light shielding band with respect to the solar cell is different. An output from the solar cell is detected when light is applied to the entire surface of the solar cell that is shielded by the light shielding band while changing in the second direction and scanning the light shielding band in the second direction. The conversion efficiency distribution of the solar cell is calculated based on the detected output from the solar cell. Thereby, it is possible to obtain a two-dimensional distribution of a decrease in conversion efficiency without disconnecting the connected solar battery cells, and it is possible to appropriately evaluate the solar battery.
本発明の第2の態様に係る太陽電池評価方法は、上記の評価方法において、前記遮光帯は、前記太陽電池に照射される光の一部を透過する遮光膜からなる。
本発明の第3の態様に係る太陽電池評価方法は、上記の評価方法において、前記遮光帯は、前記太陽電池に照射される光を完全に遮光する遮光膜からなり、前記遮光帯の幅は、前記太陽電池セルの幅よりも狭い。このような遮光帯を用いることにより、太陽電池をより正確に評価することができる。
In the solar cell evaluation method according to a second aspect of the present invention, in the above evaluation method, the light shielding band is formed of a light shielding film that transmits a part of light irradiated on the solar cell.
In the solar cell evaluation method according to a third aspect of the present invention, in the above evaluation method, the light shielding band is formed of a light shielding film that completely shields light applied to the solar cell, and the width of the light shielding band is The width of the solar battery cell is narrower. By using such a light shielding band, the solar cell can be more accurately evaluated.
本発明の第4の態様に係る太陽電池評価方法は、上記の評価方法において、前記検出した太陽電池からの出力をバックプロジェクション法の投影データとして、前記変換効率を算出することを特徴とする。これにより、簡便に変換効率分布を算出することができ、太陽電池をより正確に評価することができる。 The solar cell evaluation method according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in the above evaluation method, the conversion efficiency is calculated using the output from the detected solar cell as projection data of a back projection method. Thereby, the conversion efficiency distribution can be easily calculated, and the solar cell can be more accurately evaluated.
本発明の第5の態様に係る太陽電池システムは、複数の太陽電池セルを備える太陽電池の評価システムであって、前記複数の太陽電池セルの一部を遮光する遮光帯と、前記遮光帯の前記太陽電池に対する方向を変化させる変化手段と、前記遮光帯で遮光された前記太陽電池の全面に光を照射したときの前記太陽電池からの出力を検出する検出器と、前記検出器で検出された前記太陽電池からの出力に基づいて、前記太陽電池の変換効率分布を算出する処理部とを備えるものである。遮光帯により遮光された太陽電池の出力を検出することで、変換効率分布を算出することができる。これにより、接続される太陽電池セルを切り離すことなく、変換効率の低下の二次元分布を求めることができ、太陽電池を適切に評価することができる。 A solar cell system according to a fifth aspect of the present invention is a solar cell evaluation system including a plurality of solar cells, and includes a light shielding band that shields a part of the plurality of solar cells, and the light shielding band. Change means for changing the direction with respect to the solar cell, a detector for detecting an output from the solar cell when light is irradiated on the entire surface of the solar cell shielded by the light shielding band, and detected by the detector And a processing unit that calculates the conversion efficiency distribution of the solar cell based on the output from the solar cell. The conversion efficiency distribution can be calculated by detecting the output of the solar cell shielded by the light shielding band. Thereby, it is possible to obtain a two-dimensional distribution of a decrease in conversion efficiency without disconnecting the connected solar battery cells, and it is possible to appropriately evaluate the solar battery.
本発明の第6の態様に係る太陽電池システムは、上記のシステムにおいて、前記遮光帯は、前記太陽電池に照射される光の一部を透過する遮光膜からなるものである。
本発明の第7の態様に係る太陽電池システムは、上記のシステムにおいて、前記遮光帯は、前記太陽電池に照射される光を完全に遮光する遮光膜からなり、前記遮光帯の幅は、前記太陽電池セルの幅よりも狭いものである。このような遮光帯を用いることにより、太陽電池をより正確に評価することができる。
In the solar cell system according to a sixth aspect of the present invention, in the above system, the light shielding band is formed of a light shielding film that transmits a part of light irradiated on the solar cell.
In the solar cell system according to a seventh aspect of the present invention, in the above system, the light shielding band is composed of a light shielding film that completely shields light irradiated on the solar cell, and the width of the light shielding band is It is narrower than the width of the solar battery cell. By using such a light shielding band, the solar cell can be more accurately evaluated.
本発明の第8の態様にかかる太陽電池システムは、上記のシステムにおいて、前記検出した太陽電池からの出力をバックプロジェクション法の投影データとして、前記変換効率を算出することを特徴とするものである。これにより、簡便に変換効率分布を算出することができ、太陽電池をより正確に評価することができる。 A solar cell system according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the above-described system, the conversion efficiency is calculated using the output from the detected solar cell as projection data of a back projection method. . Thereby, the conversion efficiency distribution can be easily calculated, and the solar cell can be more accurately evaluated.
本発明によれば、接続される太陽電池セルを切り離すことなく、太陽電池を適切に評価することができる太陽電池評価方法及び太陽電池評価システムを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the solar cell evaluation method and solar cell evaluation system which can evaluate a solar cell appropriately can be provided, without isolate | separating the photovoltaic cell connected.
本発明の実施例ついて以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施例を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施例に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものを実質的に同様の内容を示している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following description shows preferred examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples. In the following description, the same reference numerals denote the same contents.
本実施の形態に係る太陽電池評価システムの構成について、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態に係る太陽電池評価システム10の構成の一部を示す図である。図1に示すように、太陽電池評価システム10は、レール11、走行ユニット12、遮光帯13を備えている。本発明に係る太陽電池評価システム10は、太陽電池ユニット20を評価対象としている。
The configuration of the solar cell evaluation system according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a part of the configuration of a solar
ここで、太陽電池ユニット20の構成について説明する。太陽電池ユニット20は、直列に接続された複数の太陽電池モジュール21を有している。図1に示す例では、9個の太陽電池モジュール21が行列状に配置されている。それぞれの太陽電池モジュール21は、直列に接続された複数の太陽電池セル22を備えている。図1に示す例では、6×4個の太陽電池セル22が行列状に配置されている。従って、太陽電池ユニット20に設けられる全ての太陽電池セル22は直列に接続されている。
Here, the configuration of the
この太陽電池ユニット20は、例えば、屋根の上等に設置される。太陽電池評価システム10は、直列に接続された太陽電池セル22を切り離すことなく、屋根の上等に設置した状態で、太陽電池ユニット20の評価を行うものである。太陽電池評価システム10では、太陽電池ユニット20に照射される光の一部を遮光帯13で遮り、その遮光帯13により形成される影によって出力の低下を測定する。そして、遮光帯13をスキャンすることによって、低下した太陽電池からの出力をバックプロジェクション法の投影データとして、変換効率分布を算出する。
The
レール11は、太陽電池ユニット20の周囲を囲むように配置される。レール11は、例えば、複数のレール部品をつなぎ合わせて、所望の長さにすることができる組立式のものを用いることができる。これにより、太陽電池ユニット20の大きさに関わらず、適切な長さのレールを設置することができる。なお、図1に示す例ではレール11が矩形状に配置されているが、これに限定されない。太陽電池ユニット20の形状に合わせて、レール11の形状を変化させることができる。
The rail 11 is disposed so as to surround the periphery of the
走行ユニット12は、レール11上を移動する移動体である。本例では、2つの走行ユニット12が設けられている。なお、走行ユニット12としては、充電電池等を電源として移動する自走式のものを用いることが好ましい。これにより、走行ユニット12は、レール11の全周を簡便に移動することができる。また、ここでは図示しないが、走行ユニット12は、レール11上の走行ユニット12の位置を制御する後述する処理部17と無線通信を行うためのアンテナや、現在位置を測定するエンコーダ等を有している。
The traveling
2つの走行ユニット12の間には、遮光帯13が架設されている。遮光帯13は、太陽電池セル22のそれぞれの少なくとも一部を遮光するものである。図1に示すように、遮光帯13は細い帯状であり、太陽電池ユニット20上に帯状の影を形成する。
A
遮光帯13としては、例えば、太陽電池セル22に照射される光の一部を透過させる半透過膜を用いることができる。遮光帯13として半透過膜を用いる場合、遮光帯13の幅は、1つの太陽電池セル22を全て覆うような幅としてもよく、太陽電池セル22の幅よりも狭くても良い。また、半透過膜の透過率は、太陽電池セル22に照射される光の光量等により適宜変更することが可能である。半透過膜の透過率は、例えば50%とすることができる。
As the
また、遮光帯13として、太陽電池セル22に照射される光を完全に遮光するものを用いることも可能である。遮光帯13として完全に遮光する遮光膜を用いる場合、遮光帯13の幅は、1つの太陽電池セル22を全て覆うような幅とすることはできない。上述したように、太陽電池セル22は直列に接続されているため、いずれかの太陽電池セル22が完全に遮光されてしまうと、太陽電池からの出力が得られないからである。
Moreover, it is also possible to use a
この場合、遮光帯13の幅は、1つの太陽電池セル22の幅よりも狭い。例えば、1つの太陽電池セル22の面積の2割程度を遮光するような幅とすることができる。もちろん、遮光帯13の幅はこの例に限定されず、適宜変更することが可能である。遮光帯13の幅は、例えば、10mmとすることができる。もちろん、遮光帯13の幅は特に限定されるものではなく、太陽電池セル22の幅や必要な分解能などに応じて決定すればよい。
In this case, the width of the
遮光帯13は、巻き取り式になっており、伸縮自在となっている。2つの走行ユニット12間の距離が離れるにつれて遮光帯13の長さが長くなり、2つの走行ユニット12間の距離が短くなるにつれて遮光帯13の長さが短くなる。すなわち、遮光帯13は、2つの走行ユニット12がレール11上のいずれの位置に移動しても、これらの間に弛みなく張られた状態で配置される。
The
走行ユニット12がレール11上を所定のスピードで移動することにより、遮光帯13により太陽電池ユニット20上をスキャンすることができる。また、2つの走行ユニット12のそれぞれ速度を変化させることにより、遮光帯13の太陽電池ユニット20に対する方向を変化させることができる。すなわち、遮光帯13により形成される直線状の影で、太陽電池ユニット20上の任意の位置を、任意の角度でスキャンすることができる。なお、この走行ユニット12の位置及びレール11上を移動する速度は、後述の処理部17により制御される。
When the traveling
図2に、太陽電池評価システム10及び太陽電池ユニット20を屋根の上に設置した状態を示す。太陽電池評価システム10の一部であるレール11、走行ユニット12、遮光帯13は軽量に作られており、図2に示すように、リフト14により屋根の上に安全に持ち上げられる。このように、本発明の太陽電池評価システム10は、太陽電池ユニット20を屋根の上に設置したままで、その評価を行うことができる。
In FIG. 2, the state which installed the solar
なお、本実施の形態では、太陽電池ユニット20の全面に光を照射する光源として太陽光を利用する。このため、ソーラーシミュレータ等の大きな光源を必要としない。しかしながら、光源として太陽光と同様のスペクトルの光を出射するソーラーシミュレータ等を用いても構わない。
In the present embodiment, sunlight is used as a light source for irradiating light on the entire surface of the
本実施の形態では、太陽電池ユニット20において全ての太陽電池セル22が直列に接続されている。遮光帯13により部分的に影を作ると、太陽電池ユニット20から取り出される電流値は最大影が形成される太陽電池セル22で制限されてしまう。このため、単に、太陽電池ユニット20から取り出される出力を単に電流・電圧変換すると、最大影が形成された太陽電池セル22からの電流を読み出しているに過ぎず、コンピュータトモグラフ(CT)により変換効率の低下の二次元分布を得ることができない。
In the present embodiment, all the solar battery cells 22 are connected in series in the
そこで、本発明では、遮光帯13により形成される直線状の影に沿って線積分された発電能力のダウンを読み出すために、以下のような構成の検出器を用いる。図3に、本実施の形態に係る太陽電池評価システム10の検出器の構成の一例を示す。図3に示すように、検出器は、電流検出ユニット15、電圧検出ユニット16、負荷抵抗1〜4を備えている。太陽電池評価システム10において太陽電池ユニット20の評価を行う場合には、単なる電流・電圧変換ではなく、電流と電圧の積である電力を読み出す。
Therefore, in the present invention, a detector having the following configuration is used in order to read out the decrease in power generation capacity integrated along the linear shadow formed by the
太陽電池ユニット20の出力ラインには、電流検出ユニット15が接続されている。電流検出ユニット15は、電流検出素子であり、太陽電池ユニット20からの出力電流を検出する。電流検出ユニット15による検出値から、遮光帯13により形成される影による出力電流の低下がわかる。そして、電流検出ユニット15からの出力電流はデジタル信号に変換されて、処理部17に入力される。なお、処理部17が電流検出ユニット15からの検出信号をデジタル信号に変換してもよい。
The current detection unit 15 is connected to the output line of the
また、太陽電池ユニット20の出力ラインには、切替スイッチ18の一端が接続されている。切替スイッチ18は、短絡(接地)、負荷抵抗1〜4、開放のいずれかに切替接続する。電圧検出ユニット16は、切替スイッチ18により負荷条件の切替を行いながら、接続された負荷抵抗等にかかる電圧を検出する。電圧検出ユニット16により検出された電圧は、デジタル信号に変換された処理部17に入力される。
One end of the changeover switch 18 is connected to the output line of the
処理部17は、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置であり、検出信号に対して所定の演算処理を行う。処理部17は、例えば、演算処理部であるCPU(Central Processing Unit)、記憶領域であるROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)、通信用のインターフェースなどを有し、変換効率分布を算出するために必要な処理を実行する。 The processing unit 17 is an information processing apparatus such as a personal computer, and performs predetermined arithmetic processing on the detection signal. The processing unit 17 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit) that is an arithmetic processing unit, a ROM (Read Only Memory) or RAM (Random Access Memory) that is a storage area, a communication interface, and the like, and a conversion efficiency distribution. A process necessary for calculation is executed.
例えば、ROMには、演算処理するための演算処理プログラムや、各種の設定データ等が記憶されている。そして、CPUは、このROMに記憶されている演算処理プログラムを読み出し、RAMに展開する。そして、設定データや、電流検出ユニット15、電圧検出ユニット16等からの出力に応じてプログラムを実行する。さらに、処理部17は、演算処理結果を表示させるためのモニター等を有している。
For example, the ROM stores an arithmetic processing program for performing arithmetic processing, various setting data, and the like. Then, the CPU reads out the arithmetic processing program stored in the ROM and develops it in the RAM. Then, the program is executed according to the setting data and the output from the current detection unit 15, the
また、処理部17は、走行ユニット12の駆動を制御している。すなわち、処理部17は、遮光帯13の太陽電池ユニット20に対する角度、スキャンする方向を制御する。従って、処理部17は、太陽電池ユニット20に対する遮光帯13による影の位置を認識している。このため、処理部17は、ライン状の光が太陽電池ユニット20のどの位置に入射したときに、どの程度の出力があるかを認識することできる。
Further, the processing unit 17 controls driving of the traveling
不良がなく変換効率が比較的高い箇所に遮光帯13による影ができた場合と、不良があり変換効率が比較的低い箇所に遮光帯13が存在している場合とでは、太陽電池ユニット20からの出力の低下量が変化する。不良がない箇所では、不良がある箇所よりも出力の低下が大きい。従って、遮光帯13の位置と、太陽電池ユニット20出力の低下をモニターすることにより、不良箇所を特定することができる。
From the
電流検出ユニット15、電圧検出ユニット16は、遮光帯13を一方向にスキャンしているときの太陽電池ユニット20からの出力を随時検出する。これにより、太陽電池ユニット20の異なる位置での出力の低下を測定することができる。
The current detection unit 15 and the
また、走行ユニット12の制御により遮光帯13のスキャン方向を所定の角度だけ変化させ、当該方向にスキャンしたときの太陽電池ユニット20からの出力を随時検出する。これを繰り返して、様々な角度から遮光帯13をスキャンして、これらの検出結果を処理部17に記憶させる。すなわち、太陽電池ユニット20に対する遮光帯13による影の角度を変えて2以上の方向とし、2以上の方向に影を形成した時の投影データを収集する。つまり、遮光帯13による影に沿って線積分された発電能力の低下を読み出すことができる。
Further, the scanning direction of the
処理部17は、記憶された検出データを用いて、太陽電池12の変換効率の低下の空間分布を算出する。例えば、コンピュータ断層撮影(CT:Computed Tomography)により、二次元に広がる変換効率分布の低下の二次元画像を得ることができる。すなわち、1次元の検出データを2次元の変換効率分布に変換して、画像化することができる。
The processing unit 17 calculates the spatial distribution of the decrease in conversion efficiency of the
すなわち、処理部17は、太陽電池ユニット20に対する遮光帯13の方向を変化させてスキャンしたときの電流検出ユニット15及び電圧検出ユニット16により検出した検出結果に基づいて、太陽電池ユニット20の変換効率の低下の二次元分布を算出する。これにより得られる二次元分布のうち、周辺よりも変換効率が高い部分が不良部分と評価することができる。
That is, the processing unit 17 converts the conversion efficiency of the
例えば、太陽電池ユニット20の変換効率分布をE(x,y)とすると、遮光帯13の幅が十分に小さいとき、影部分で発生する出力の低下は以下の式(1)に示すようになる。
For example, assuming that the conversion efficiency distribution of the
ここで、I(x,y)は、遮光帯13により形成される影部分の光量低下分布である。遮光帯13により形成される影部分の光量分布が一定である場合、I(x,y)=Cで一定とすることができる。また、dsは、遮光帯13に沿った微小長さである。遮光帯13に沿った線積分が出力の低下に対応する。
Here, I (x, y) is a light amount reduction distribution of a shadow portion formed by the
遮光帯13に沿った積分値をコンピュータのメモリ上に展開(バックプロジェクション)して、点像分布関数(PSF:Point Spread Function)の逆変換をかければ、二次元に広がる変換効率分布を得ることができる。例えば、フィルタードバックプロジェクション(FBP)法を用いることができる。
If the integrated value along the
この時、X線CTにおけるX線の透過強度が、検出器の出力に対応する。すなわち、X線CTにおける測定対象の線吸収係数が帯状の影による出力の低下に相当する。遮光帯13の影1ライン分の電力の積算値が投影データとなる。X線CTにおける吸収係数の2次元空間分布が変換効率の低下の二次元空間分布に対応する。
At this time, the transmission intensity of the X-ray in the X-ray CT corresponds to the output of the detector. That is, the linear absorption coefficient of the measurement target in X-ray CT corresponds to a decrease in output due to a strip-shaped shadow. The integrated value of power for one shadow line of the
このように、X線CTにおいて投影データから断層画像を得る処理と同様の処理を太陽電池ユニット20の出力の検出データに対して行うことで、変換効率の低下の空間分布を算出することができる。すなわち、コリメートされたX線を照射するX線CTと同じ処理によって、変換効率の低下の二次元分布を算出することができる。なお、太陽電池評価システム10には、必要に応じてリニアエンコーダを取り付けてもよい。これにより、太陽電池ユニット20上の照射位置をより正確に把握することができる。
As described above, by performing the same process as the process of obtaining the tomographic image from the projection data in the X-ray CT with respect to the detection data of the output of the
上記の例では、遮光帯13による影に沿って線積分された発電能力の低下を読み出すこととしたがこれに限定されるものではない。例えば、遮光帯13の幅が広い場合には、遮光帯13の幅方向の関数を用いて、変換効率の低下の二次元分布を算出するようにしてもよい。
図4に、太陽電池ユニット20の光量低下分布の一例と、太陽電池ユニット20上の遮光帯13による影の位置関係を示す。図4に示すように、太陽電池ユニット20の変換効率分布をE(x,y)とし、遮光帯13の影部分の幅方向をu、長さ方向をvとし、その光量低下分布をI(u,v)とする。遮光帯13の影部分で発生する出力の低下は以下の式(2)に示すようになる。
この場合、処理部17に遮光帯13の光量分布の関数を記憶させ、変換効率の低下の二次元分布を得ることができる。
In the above example, the decrease in the power generation capacity that is line-integrated along the shadow by the
FIG. 4 shows an example of the light amount reduction distribution of the
In this case, the processing unit 17 can store a function of the light amount distribution of the
このように、本発明では、太陽電池ユニット20を屋根の上や太陽光発電所等に設置した状態で、安全に太陽電池ユニット20の評価を行うことができる。また、直列に接続された太陽電池セル22であっても、上記のように遮光帯13で形成される帯状の影のスキャン方向を変化させながら、太陽電池ユニット20からの出力を検出して所定の演算処理を行うことにより、変換効率の低下の二次元分布を求めることができる。
As described above, in the present invention, the
CTで効率分布を測定する機能は測定結果の位置精度が高い。このため、CTを用いて得られた結果を用いて、直列接続の太陽電池セル22を切り離すことなく、太陽電池ユニット20不良モジュール及び不良箇所を正確に特定することができる。部分的に発電効率が低下している不良箇所が特定された場合には、当該不良箇所を含む太陽電池モジュール21のみを交換することにより、安価に太陽電池ユニット20全体の変換効率を向上させることが可能となる。
The function of measuring the efficiency distribution with CT has high positional accuracy of the measurement result. For this reason, it is possible to accurately identify the defective module and the defective portion of the
本実施の形態に示すように、帯状の影を走査することで、短時間で測定を行うことができる。なお、上記の説明では、一方向にスキャンされる際に、太陽電池ユニット20からの出力を測定したが、双方向にスキャンされる際に太陽電池ユニット20からの出力を測定してもよい。
As shown in this embodiment mode, measurement can be performed in a short time by scanning a band-like shadow. In the above description, the output from the
また、太陽電池ユニット20は、kw級の出力を有している。従って、連続して図3に示すような負荷抵抗を接続すると過熱して、発火のおそれがある。従って、例えば、読み出しサイクルが10msecの場合、100μsecだけ負荷1〜4のいずれかに接続する。また、放熱器を設けたり、水冷を行って、過熱を防いでもよい。本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
The
10 太陽電池評価システム
11 レール
12 走行ユニット
13 遮光帯
14 リフト
15 電流検出ユニット
16 電圧検出ユニット
17 処理部
18 切替スイッチ
20 太陽電池ユニット
21 太陽電池モジュール
22 太陽電池セル
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記複数の太陽電池セルの一部を帯状の遮光帯で遮光し、
前記遮光帯をスキャンしながら、当該遮光帯で遮光された前記太陽電池の全面に光を照射したときの前記太陽電池からの出力を検出し、
前記遮光帯の前記太陽電池に対する角度を変化させ、
前記角度を変化させた後、前記遮光帯をスキャンしながら、当該遮光帯で遮光された前記太陽電池の全面に光を照射したときの前記太陽電池からの出力を検出し、
検出した前記太陽電池からの出力に基づいて、前記太陽電池の変換効率分布を算出する、
太陽電池評価方法。 A solar cell evaluation method comprising a plurality of solar cells,
Shielding a part of the plurality of solar cells with a strip-shaped shading band;
While scanning said light-shielding zone, detects the output from the solar cell when irradiated with light on the entire surface of the solar cell is shielded by the shielding band,
To change the angle with respect to the solar cell of the light-shielding band,
After changing the angle while scanning the light-shielding band, detects the output from the solar cell on the entire surface of the solar cell is shielded by the light-shielding band when irradiated with light,
Based on the detected output from the solar cell, to calculate the conversion efficiency distribution of the solar cell,
Solar cell evaluation method.
前記2つの走行ユニットの位置関係を変化させることにより、前記遮光帯の前記太陽電池に対する角度を変化させるBy changing the positional relationship between the two traveling units, the angle of the shading band with respect to the solar cell is changed.
ことを特徴とする請求項1に記載の太陽電池評価方法。The solar cell evaluation method according to claim 1.
前記2つの走行ユニット間の距離の変化に合わせて伸縮するIt expands and contracts according to the change in the distance between the two traveling units.
ことを特徴とする請求項2に記載の太陽電池評価方法。The solar cell evaluation method according to claim 2.
ことを特徴とする請求項2又は3に記載の太陽電池評価方法。The solar cell evaluation method according to claim 2 or 3, wherein
前記遮光帯の幅は、前記太陽電池セルの幅よりも狭いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の太陽電池評価方法。 The light-shielding band is composed of a light-shielding film that completely shields light applied to the solar cell,
Wherein the width of the light blocking zone, a solar cell evaluation method according to any one of claims 1-4, characterized in that narrower than the width of the solar cell.
前記複数の太陽電池セルの一部を遮光する帯状の遮光帯と、
前記遮光帯の前記太陽電池に対する角度を変化させる変化手段と、
前記遮光帯で遮光された前記太陽電池の全面に光を照射したときの前記太陽電池からの出力を検出する検出器と、
前記角度を変化させる前後において、前記検出器で検出された前記太陽電池からの出力に基づいて、前記太陽電池の変換効率分布を算出する処理部と、
を備える太陽電池評価システム。 A solar cell evaluation system comprising a plurality of solar cells,
A strip-shaped shading band that shields part of the plurality of solar cells; and
Changing means for changing an angle of the light shielding band with respect to the solar cell;
A detector for detecting an output from the solar cell when the entire surface of the solar cell shielded by the light-shielding band is irradiated with light;
Before and after changing the angle , based on the output from the solar cell detected by the detector, a processing unit that calculates the conversion efficiency distribution of the solar cell;
A solar cell evaluation system comprising:
前記遮光帯は、前記2つの走行ユニットの間に架設されており、The shading band is constructed between the two traveling units,
前記複数の走行ユニットの位置関係を変化させることにより、前記遮光帯の前記太陽電池に対する角度を変化させるBy changing the positional relationship of the plurality of traveling units, the angle of the light shielding band with respect to the solar cell is changed.
ことを特徴とする請求項8に記載の太陽電池評価システム。The solar cell evaluation system according to claim 8.
前記2つの走行ユニット間の距離の変化に合わせて伸縮するIt expands and contracts according to the change in the distance between the two traveling units.
ことを特徴とする請求項9に記載の太陽電池評価システム。The solar cell evaluation system according to claim 9.
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の太陽電池評価システム。The solar cell evaluation system according to claim 9 or 10, wherein:
前記遮光帯の幅は、前記太陽電池セルの幅よりも狭いことを特徴とする請求項8〜11のいずれか1項に記載の太陽電池評価システム。 The light-shielding band is composed of a light-shielding film that completely shields light applied to the solar cell,
The width of the light-shielding band solar cell evaluation system according to any one of claims 8 to 11, characterized in that narrower than the width of the solar cell.
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