I-Vカーブ簡易取得システムによる太陽電池モジュールストリングの故障診断

太陽電池モジュールが寿命２０年と言われている。本研究では、太陽電池アレイが発電に使用されていない発電開始・停止時などを利用し、その時に２つの領域からI-V特性を取得し、回路シミュレーションソフトを用いた電気的診断を行い、早期発見に役立てる。

波長変換素子を用いた太陽電池モジュールの変換効率の向上に関する評価

紫色や赤色の波長変換素子を用いて、発電に寄与する度合いの低い光を感度の強い波長の光に変換し、変換効率向上を意図する。

輻射シートによる太陽電池裏面からの放熱効果

太陽電池パネルは日射強度が強い方が、より発電量が増える一方で、温度上昇による出力低下が避けられない。結晶系太陽電池は温度上昇に弱く、１０℃上昇で４％も出力が低下する。そこで、裏面に放熱効果を意図した輻射シートを貼り、貼っていないものを基準として、その効果を比較する。

太陽電池モジュール故障の画像による検出

A社の調査した中古品の一例
太陽電池に電圧を印加することで、半導体である太陽電池はLEDと同じ構造なので、微弱な赤外光を照射します。逆に、シリコンにクラックが入ったり、電極が断線していたり、何らかの理由で通電されない部分は、赤外光の微弱光は放射されず黒いままとなる。これにより、セルの電流の流れにムラが生じると確認できるため、最初は問題なかったとしても、年を経て故障が起きることが判定できます。

赤外線カメラによる中古品太陽電池の赤外線写真の一例

屋上にある計測対象を研究室で制御し測定するため、遠隔操作の設定がよく行われます。

グループワークが多い研究室です。屋上からの八ヶ岳も見守ってくれています。