報告書番号

Q10033

タイトル（和文）

太陽光発電のリアルタイム発電出力把握技術の開発(II)－太陽電池モジュールの温度特性分析と出力推定－

タイトル（英文）

Development of the technologies for prediction of real-time PV power generation(II)-PV module temperature analyses and power yield predictions-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

太陽光発電(PV)システムの電力系統への大量連系時に、これらが電力系統の需給運用や制御に大きな影響を与えることが懸念されている。特に需給運用では、供給予備力の確保や緊急時の系統復旧などのために、PVの発電出力を正確に把握する必要がある。PVシステムの発電出力を推定する上で最も大きな影響を与えるのは有効日射強度である。これについては、前回の報告で実測データ等から詳細に分析した。次にPVシステム出力に大きな影響を与える要素として、太陽電池モジュール温度が挙げられる。本報告では、太陽電池モジュール温度とそれが発電出力に与える影響を中心に実測結果の分析を行った。まず各種の太陽電池モジュールを屋外に設置して、各種気象データ・太陽電池モジュール温度と共にその直流出力を計測するシステムを構築した。次に、太陽電池モジュール温度が年間で最高になる夏季から最低になる冬季まで実測を行った。この実測データを基に、まず、気象データと太陽電池モジュール温度の関係を分析した。さらに、実測データから太陽電池モジュール出力の温度係数を見積もる方法を検討し、それらを用いた各太陽電池モジュール出力推定などを行った。

概要 （英文）

Outdoor properties of PV modules were discussed on the basis of outdoor measurements. We have set up an outdoor measurement system of various kinds of PV modules with solar irradiance and meteorological observation instruments. Using this system, we have carried out outdoor measurements of power yields of crystalline Si, thin-film Si, and thin-film CIS solar cell modules from August 2010 to January 2011. The measurements have reveled that PV module temperatures become above 60 degrees at high solar irradiances. On the basis of the PV array performance model of Sandia National Laboratories, predictions of the PV module temperature and the power yield were attempted. The parameters in the model were estimated from regression analyses of the measurement data. In the summer, the correlation coefficients between the module temperature and the solar irradiance were as high as 0.95. As a result, the root mean square errors (RMSEs) of the module temperature predicted from the solar irradiance and the ambient temperature were about 3 degrees. However, in the winter, the RMSEs were higher because of strong winds. Considering the influence of the wind on the module temperature prediction, the RMSEs were improved. We have obtained reasonable values for the performance parameters estimated from the regression analyses. In particular, the RMSEs of the power yields predicted by the regression model were about 2%. Nonnegligible time evolutions of the performance were also indicated for the thin-film Si modules.

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