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太陽電池の直列抵抗

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  • 質問者：syphon_dfd
  • 質問日時：
  • 回答数：4件

シミュレーターで変換効率の測定をしました。
直列抵抗の算出方法が分からず困っています。
どなたか助けていただけませんか？

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「効率 変換」に関するQ&A： 位置エネルギーから電気エネルギーへの変換効率 考察お願いします‼

A 回答 (4件)

No.2ベストアンサー

  • 回答者： xpopo
  • 回答日時：

抵抗の求め方は





　RSは添付した図のグラフの　I=0　のところでの特性の傾きですので、

　　　RS　= ⊿VRS/⊿IRS

より求めます。

同様に　RSH　は　図のグラフの　V=0　のところでの特性の傾きですので、

　　　　RSH　=　⊿VRSH/⊿IRSH


より求めます。
「太陽電池の直列抵抗」の回答画像2
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この回答へのお礼

丁寧なご説明ありがとうございました。
計算してみます。

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お礼日時：2012/02/11 15:07

No.4

  • 回答者： foomufoomu
  • 回答日時：

間違えました。


太陽電池は、おおざっぱに言って、途中までは定電流電源、ある点を過ぎると定電圧電源として働きますが、普通、定電流電源の範囲で使いますから、定電流電源と考えればよいです。（しいて抵抗をもとめると、無限に大きくなります。）
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No.3

  • 回答者： foomufoomu
  • 回答日時：

太陽電池は、おおざっぱに言って、途中までは定電流電源、ある点を過ぎると定電流電源として働きますが、普通、定電流電源の範囲で使いますから、定電流電源と考えればよいです。

（しいて抵抗をもとめると、無限に大きくなります。）
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No.1

  • 回答者： xpopo
  • 回答日時：

こんばんわ。




　下記URLの「図7－I-V曲線から抵抗値を求める」が参考になるのでは？
と思います。

　URL　→

http://zone.ni.com/devzone/cda/tut/p/id/9406
　　　　　　
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
自分でもそこまではたどり着いたのですが、実際の計算方法がわかりません。
エクセルを使ったりするのでしょうか？
手計算でしたら計算方法を教えていただきたいです。

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お礼日時：2012/02/09 19:08

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Q太陽電池の内部抵抗・外部抵抗と最大出力について

定電圧電源において、内部抵抗r、負荷抵抗Rとしたとき、最大出力となるのはr=Rのときと言われます。一方で太陽電池は定電流電源ですが、電圧源と電流源の違いは内部抵抗の違いだけであることから内部抵抗が大きい定電圧源ともいえると思います。

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太陽電池ではどのように説明すればいいのでしょうか？
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

起電力Eの定電圧電源の場合、内部抵抗ｒと負荷抵抗Rを直列で考えればよいので、負荷抵抗に流れる電流と負荷抵抗両端の電圧Vは
I = E / (r+R)　　V = E*R / (r+R)
これより、負荷抵抗の消費電力は
I*V = E^2 * R / (r+R)^2
てきとうにR,rに数字を入れてみれば分かりますが、R=r のときが消費電力最大になります。

一方、取り出せる電流Iの定電流電源の場合は、負荷抵抗の大きさにかかわらず電流一定なので、
I = 一定　　V = I*R
I*V = I^2 * R
となって、Rが大きいほど消費電力が大きくなります。

しかし、太陽電池の場合は、完全な定電流ではなくて、ある電圧から急に電流が落ちますから、その直前の電圧で使うのが、もっとも出力が大きいことになります。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%A4%AA%E9%99%BD%E9%9B%BB%E6%B1%A0
うえから1/3ぐらいの「回路部品としての動作」を見てください。

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前に質問させていただいたときに各パラメータの求め方を教えていただいたのですが、頭ではなんとなくわかるんですが、実際やろうとするとよくわかりませんでした。

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並列抵抗成分：Rsh
光電流：Iph
逆方向飽和電流：Is
ダイオード因子？：n　or　nVt

がどのように計算して(実際の値や式など)、それぞれがどういう値になるのかを教えていただきたいです。

初歩的な質問、そして前に回答をいただいたのに申し訳ありません。

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

ソルバーの実行前後の結果を添付します。
実は、ここで使った実測データというのは、以下のパラメータで理論式から作ったものです。
　　　Iph = 0.15 A
　　　Rsh = 100 Ω
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　　　Is = 3000 pA
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No1 の回答の式より
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あとは、
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式はあっているはずです。

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教えていただきたいことは2つあります。
(1)エミッタ接地増幅回路はなぜ入出力波形の位相が反転するのでしょうか。
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参考URLのトランジスター（エミッタ接地）増幅回路について
Ic-Vce特性と負荷線の図を見てください。
参考URL:
ttp://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

(1)
バイアス電圧を調整して図4の動作点（橙色の点）をVbe特性の中心に設定してやり、その動作点を中心に入力電圧Vbeを変化させてやるとVceとIcが負荷線上で変化して動きます。入力電圧Vbeが増加すると出力電圧Vceが減少し、入力電圧Vbeが減少すると出力電圧Vceが増加します。つまり出力電圧波形の位相は入力電圧の位相が逆になります。つまり、入出力波形の位相が反転することになります。

(2)
入力電圧Vbeが大きくなったとき出力波形が歪んでしまうのは、動作点が負荷線の線形動作範囲の上限に近づくとそれ以上Vceが頭打ちになって、出力電圧波形が飽和してしまいます。言い換えればコレクタ電圧Vceは接地電圧と直流電源電圧Vccの範囲でしか変化できません。その出力電圧波形は入力電圧Vbeが負荷線上の線形増幅範囲だけです。線形増幅範囲を超えるような大振幅の入力Vbeを入力すると出力電圧の波形が飽和して波形の上下が歪んだ（潰れた）波形になります。

お分かりになりましたでしょうか？

参考URL：http://www.kairo-nyumon.com/analog_load.html

参考URLのトランジスター（エミッタ接地）増幅回路について
Ic-Vce特性と負荷線の図を見てください。
参考URL:
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(1)
バイアス電圧を調整して図4の動作点（橙色の点）をVbe特性の中心に設定してやり、その動作点を中心に入力電圧Vbeを変化させてやるとVceとIcが負荷線上で変化して動きます。入力電圧Vbeが増加すると出力電圧Vceが減少し、入力電圧Vbeが減少すると出力電圧Vceが増加します。つまり出力電圧波形の位相は入力電圧の位相が逆になります。つまり、入出力波...続きを読む

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Q太陽電池は負荷がないとき発電してる？してない？

太陽電池は負荷がないときは、発電してるんでしょうか、してないんでしょうか？

発電してるなら、その電気は熱になって消失してるんでしょうか？

発電してないんだったろ、受けた太陽光のエネルギーはどこにいってるんでしょうか？

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通常は、家電などを利用していない場合でも、
電力を自動で電力会社の送電線に送るなり、２次電池に充電するなりして
エネルギーを無駄にしないための工夫がなされているものなので
負荷がないということはまずないです。
（つまり送電線の先の御宅の家電、充電器が負荷）

実際に全部負荷を取り外した場合を考えるなら
まず以下のサイトを見てください。

太陽光電池の原理
http://unit.aist.go.jp/rcpv/ci/about_pv/principle/principle_3.html

負荷がない場合でも、発電（伝導電子と正孔の生成）自体は起こります。
しかし、太陽電池が何にもつながれていなければ伝導電子と正孔は
行き場を失い、結局太陽電池の中でまた結合してしまいます。
この時、電気エネルギーは熱や赤外線などに変わります。

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Qレート方程式の考え方

レーザーの発振原理について勉強しています。
それで、どなたかレート方程式について教えてください！
お願いします！！

Aベストアンサー

レーザーを２準位間によるp→qの放射とします．

ある準位に注目して，そのポピュレーションn(p)について，
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とします．通常，μ秒オーダーで定常となりますので，
準定常近似として，d/dt=0とします．

レーザー発振の場合，脱励起は誘導放出ですので，アインシュタインの
Ｂ係数B(p,q)を用います．Ｂ係数はＡ係数より算出出来ます．（係数失念．）
励起は，放電管ですので電子衝突励起の速度係数C(q,p)を用いますが，
詳細釣り合いが成立している場合，電子衝突脱励起の速度係数F(p,q)はC(q,p)から
求まります．（法則名失念．．．成り立つ場合，「詳細釣合」と言います．）

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Q反転増幅器の周波数特性

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関連する質問を紹介しますので、この回答を参考にレポートを書いてください。

μPC741というオペアンプを使って反転増幅の周波数特性をG=0,10,20dBと3種類測定しました。
(1)3種類とも利得が-3dBになる高域遮断周波数が約40kHzになりました。理論値と比較したいのですが理論式の導出がわからない
(2)周波数をあげると生じる入出力の位相差の原因とその理論式(たぶんスルーレートが関係すると思うのですが)
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基本的な反転増幅回路における周波数特性が右下がりになる理由を理論的に説明したいのですが、回路にコンデンサが使われていないので、カットオフ周波数が求められなくて困っています。オペアンプは751です。右下がりになる理由はカットオフとオペアンプの周波数特性によるものですよね？　http://okwave.jp/qa3048059.html

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Q太陽電池のモデル実験をしたいと思っています。

太陽電池のモデル実験をしたいと思っています。

I = Iph - Is {exp(v/n*Vt)-1} - v/Rsh

Iph;光電流、Is;逆方向飽和電流、n；ダイオード因子、Vt；kT/q(k;ボルツマン定数、q;電荷素量、T;絶対温度）、Rsh；シャント抵抗

という方程式を用いて、計算シミュレーションすることで、実験値と比較したいと考えています。


質問は以下です。

方程式を使用して、実際の太陽電池のIV特性を調べるために、その太陽電池の各パラメータが必要になりますが、その測定法がわかりません。

(1)光電流;Iphは太陽電池の端子に電流系を直列に接続し、測定する。で大丈夫でしょうか。

(2)逆方向飽和電流;Ishの測定方法は何もわからないので、どのように測定すれば良いか教えてください。

簡単な質問を。と思うかもしれませんが、インターネット等で調べたつもりですが分かりませんでしたので、初心者ということでよろしくお願いします。

Aベストアンサー

太陽電池の回路モデルは、添付図のように、シャント抵抗 Rsh だけでなく、直列抵抗 Rs を加えたほうがいいです。その場合の発電特性（V - I 特性）は、式で表すと式(1)、概形は添付図の右下のようになります。開放電圧 Voc での傾斜（dI/dV）から直列抵抗 Rs が求められます。短絡電流 Isc での傾斜（dI/dV）からシャント抵抗 Rsh が求められます（これは簡易法で、厳密には式(1)～(3)を連立させて解きます）。

＞(1)光電流;Iphは太陽電池の端子に電流計を直列に接続し測定する
電流計を太陽電池の出力端子に直結するというのは、短絡電流 Isc を測定していることになりますが、太陽電池の直列抵抗　Rs が十分小さいのなら、その電流が光電流になります。
式(3)から
　　　Iph = ( 1 + Rs/Rsh )*Isc + Is*[ exp( Isc*Rs/n/VT ) - 1 }
となりますから、Rs = 0 とみなせるのなら
　　　Iph ～ Isc --- (4)
となります。上のように、電圧－電流特性の傾斜から Rsh と Rs を求めて、Rs/Rsh < 0.01 で、Rs*Isc < n*Vt ～ 0.1V なら、式(4)が成り立つと考えて構いません。

＞逆方向飽和電流;Ishの測定方法
Ish でなく Is のことですね。
太陽電池は、光を当てないとき（Iph = 0 のとき）は単なるダイオードですから、逆バイアスをかけると（出力端子の＋側に－電圧を、－端子に＋電圧をかけると）、太陽電池に流れ込む電流は、シャント抵抗 Rsh に流れる電流と、飽和電流 Is の和になります。つまり逆電圧を V （V>0)、逆電圧を I ( I>0) とすれば
　　　I = Is + ( V - I*Rs )/Rsh
　　　→ Is = ( 1 + Rs/Rsh )*I - V/Rsh
で飽和電流を計算できます。実際の測定では逆電圧の大きさは1V程度としてください（逆電圧が大きいほど、測定される電流は、シャント電流に流れる電流の割合が大きくなって、飽和電流の測定精度が悪くなるし、逆バイアスが大きいと素子が壊れてしまうため）。また、完全に暗くして測定しないと、Iph が Is より大きいなって何を測定しているか分からなくなるので、暗くした状態で短絡電流 Isc を測定して、それが予想される Is より小さくなっていることを確認してください。

太陽電池の回路モデルは、添付図のように、シャント抵抗 Rsh だけでなく、直列抵抗 Rs を加えたほうがいいです。その場合の発電特性（V - I 特性）は、式で表すと式(1)、概形は添付図の右下のようになります。開放電圧 Voc での傾斜（dI/dV）から直列抵抗 Rs が求められます。短絡電流 Isc での傾斜（dI/dV）からシャント抵抗 Rsh が求められます（これは簡易法で、厳密には式(1)～(3)を連立させて解きます）。

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Qソーラーパネルの電圧と電流の関係について

現在、DIY型のソーラー発電を行っています。
いわゆるこのほかに、チャージコントローラー、バッテリー、インバーター
を使用した発電です。
二度ほど、売電システムについて問い合わせをさせてもらいました。
その節は、大変お世話になりました。
DIY型のソーラー発電を始めて、約一年半が過ぎようとしています。
ですからまだソーラー発電については初心者の域を超えていないと自覚
をしています。最近ふと疑問に思うことがありましてお聞きします。
パネルの電圧と電流の関係が、特にパネルの電圧が開放電圧の値を示して
いる時の電流の値がどうなっているかと言った点です。
現在、2系統で発電をしています。
〇250Wパネル-2枚並列接続(500W)
〇100Wパネル-3枚直列接続(300W)

今回「250Wパネル-2枚並列接続」を例に出してお聞きします。
250Wパネルの仕様は、
動作電圧 : 48V
動作電流 : 5.21A
開放電圧 : 59V
となっています。
パネルのW数250は、動作電圧(48V)×動作電流(5.21A)=250.08W
と言ったように、動作電圧の値と動作電流の値の積が基準になっている
と思います。
パネルの電圧が、最大の59Vになった場合、電流の値は、どのくらいを
示すのかどうかお聞きしたく、今回質問しました。一般的な回答で結構です
から、回答をいただければと思っています。
動作電流の5.21Aより大きい数値を示せば、常識的には、250Wの数値
は楽に超えているはずですが。
逆に、電圧が59Vになれば、電流は、動作電流の5.21Aの値より、下回
っている状態なのでしょうか?
この件がよく分かりません。


実は、驚いたのですが、一番寒い今年の一月に、59Vの値を示しました。
正直な所、寒い時に、こんな値を示すとは夢にも思っていませんでした。

付け加えますと、「250Wパネル-2枚並列接続」には、MPPT方式のチャージ
コントローラーを使用し、モニターも接続しています。しかしパネルの
電圧は表示されても、電流は表示されず、ですから電流の値は把握できません。
テスターを使っても、500mAまでの電流しか計測できないので使えません。
ただこのように計測器の準備が十分でないことは否めない事実のようです。

現在、DIY型のソーラー発電を行っています。
いわゆるこのほかに、チャージコントローラー、バッテリー、インバーター
を使用した発電です。
二度ほど、売電システムについて問い合わせをさせてもらいました。
その節は、大変お世話になりました。
DIY型のソーラー発電を始めて、約一年半が過ぎようとしています。
ですからまだソーラー発電については初心者の域を超えていないと自覚
をしています。最近ふと疑問に思うことがありましてお聞きします。
パネルの電圧と電流の関係が、特にパネルの電圧が開...続きを読む

Aベストアンサー

太陽電池パネルの仕様書をたどれば、IV特性が得られるはずです。
パネルは日射量に比例する電流源を示します。
そして、MPPTは電圧をゼロから上昇させて最大電力点を目指します。
しかし、負荷がこれを下回れば、当然その電力しか出力できません。
電圧がある程度を超すと電流が低下を示し、この曲がり角がおおむね最大出力点になります。
さらに進んだその先の電流ゼロ値の電圧(最大値)が開放電圧になります。

太陽電池パネルの温度特性は、温度が上がると開放電圧は低下します。
短絡電流は日射量に比例し、温度の影響はほとんどありません(影響が小さい)。
したがって、同じ日射量強度であれば、気温の低い冬のほうが電圧は大きくなります。

この特性はLEDそのものです。構造が同じなので。つまり、LEDは、
電流に発光量が比例する、温度で順方向電圧が低下する、

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