石川県工業試験場

■電子情報部　○橘　泰至　漢野救泰
■機械金属部　中野幸一

１．目　的
　 太陽電池の評価手法としては，日本等で用いられているStandard Test Conditions(日射強度1.0kW/m2，太陽電池温度25℃を標準状態とする試験条件，以下STC)による評価手法に対して，米国では主にPVUSA Test Conditions(日射強度1.0kW/m2，周囲温度20℃，風速1.0m/sを基準状態とする試験条件，以下PTC）が運用されている。PTC評価手法の特徴は，気象データを用いて発電量を評価，予測できることであるが，日本国内ではPTCにおける評価事例は皆無であったことから，石川県工業試験場の太陽光発電システムにてPTCによる評価を実施した。

２．内　容
2.1 石川県工業試験場の太陽光発電システム
　 太陽光発電システムの概要を図1に示す。本研究では，南面に設置してある多結晶シリコン太陽電池96.48kWを評価の対象とした。

（図１　石川県工業試験場の太陽光発電システムの概要）

2.2 STCによる評価手法
　 STCによる評価手法では，太陽電池出力が温度に対して-0.5%/℃の割合で変化するとすれば，日射強度 Irr kW/m2，太陽電池温度 T ℃での太陽電池出力 Pt kWと，標準状態における出力PstckWの関係は，次式で表せる。

2.3 PTCによる評価手法
　 PTCによる評価手法では，次の手順で基準状態における太陽電池出力Pptcを換算する。
(1) 屋外曝露データ(太陽電池出力 P kW，日射強度 Irr kW/m2，周囲温度 Ta ℃，風速 Ws m/s)を計測する。
(2) (1)で得られた計測データを基に，式(2)を回帰分析して，回帰係数A〜Dを求める。
(3) (2)で求めた回帰係数A〜Dと，基準状態における日射強度，周囲温度，風速の値を式(2）に代入することで，基準状態における太陽電池出力Pptcが換算できる。

2.4 太陽光発電システムの評価
　 太陽光発電システムにおける同時期の計測データを基に，STC及びPTCによる評価を実施した。なお，評価の信頼性を高めるために，以下の条件を満たす計測データを用いた。
(1) 日射強度が0.85kW/m2以上であること。
(2) 前後5分間において，日射強度，太陽電池出力に急激な変動がないこと。

３．結　果
3.1 PTCによる評価結果
　 回帰分析結果(表１)より，以下が確認できた。(1) 太陽電池出力は，日射強度との相関が最も強いため，回帰係数A，Bの値はC，Dと比較して大きな値になり，太陽電池出力と日射強度の特性(二次曲線)から，Aは正，Bは負の値になる。(2) 太陽電池の温度特性(温度上昇により発電効率が低下)から，回帰係数Cの値は負になる。また，風による冷却効果が得られるため，回帰係数Dの値は正になる。太陽電池の温度特性は，日射特性と比較して相関が弱いためC，Dの絶対値は小さい。

（表１　STC及びPTCによる評価結果）

3.2 STC及びPTCによる評価結果の比較
　 図2より以下の結果が得られた。(1)どちらの評価手法も，標準状態及び基準状態における太陽電池出力Pstc，Pptcは，年間を通して10%程度の変動がある。(2)Pptcの値は，Pstcの値の80〜85%程度になる。

（図２　STC及びPTC評価結果(月別)）