太陽電池のスパイスモデルの基礎 (22APR2015)

1. 1.太陽電池のSPICEモデルの等価回路図
*PART NUMBER: HEM125PA
*MANUFACTURER: HONDA
2.太陽電池の出力特性シミュレーション
3.太陽光システム全体シミュレーション
3.1 直列接続
3.2 並列接続
4.太陽電池の逆特性のSPICEモデル
太陽電池のスパイスモデルの基礎
2015年4月22日
堀米 毅
http://www.tsuyoshi-horigome.com/
1Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014

2. 2Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
Rs
Rsh
電流源 IDC ダイオード 抵抗
抵抗
1.太陽電池のSPICEモデルの等価回路図
太陽電池のSPICEモデルは出力特性に再現性があるモデルです。

3. 3Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
1.太陽電池のSPICEモデルの等価回路図

4. 4Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
1.太陽電池のSPICEモデルの等価回路図
太陽電池の等価回路の箇所を回路図
シンボルにする。回路図シンボルは、
ツールに依存性があります。
LTspiceの回路図シンボル⇒.asy
PSpiceの回路図シンボル⇒ .olb

5. 5Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
太陽電池の出力特性の評価回路図
2.太陽電池の出力特性シミュレーション

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太陽電池モデルのシミュレーション結果
2.太陽電池の出力特性シミュレーション
Iout[A]
Vout[V]

7. 7Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
太陽電池モデルのシミュレーション結果
2.太陽電池の出力特性シミュレーション
Wout[W]
Vout[V]

8. 8Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
太陽電池モデルの出力特性の解析精度
V_V1
I(Isence)* V(V1:+)
SEL>>
I(Isence)
Vpm Voc
Pmax
IpmIsc
2.太陽電池の出力特性シミュレーション
Symbol Measurement Simulation %Error
Pmax 124.700 124.700 0.000
Vmp 215.000 215.000 0.000
Imp 0.580 0.580 0.000
Isc 0.660 0.660 0.000
Voc 280.000 277.869 -0.761

9. 9Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
3.太陽光システム全体シミュレーション
3.1 直列2接続

10. 10Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
3.太陽光システム全体シミュレーション
3.1 直列2接続
Vout[V]
Wout[W]
Iout[A]
Vout_2cells=2XVout_1cell

11. 11Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
3.太陽光システム全体シミュレーション
3.2 並列2接続

12. 12Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014
3.太陽光システム全体シミュレーション
3.2 並列2接続
Vout[V]
Wout[W]
Iout[A]
Iout_2cells=2XIout_1cell

13. 太陽電池の逆特性のSPICEモデルについて
モデルパラメータで表現する方法 ① 関数で表現する方法 ②
【メリット】
収束性が良い
逆特性のモデリングが容易
【デメリット】
逆特性の変極点が鋭角
【デバイスモデリング手法】
順方向特性と逆方向特性には独立性がある
(1)順方向特性
(2)逆方向特性
【メリット】
再現性が高い
【デメリット】
収束性が懸念(ABMを使用するため)
【デバイスモデリング手法】
逆特性の関数を変更した場合、再度
順方向の再モデリングが必要
(1)順方向特性
(2)逆方向特性
(3)順方向特性の再デバイスモデリング
4.太陽電池の逆特性のSPICEモデル
13Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014

14. モデルパラメータで表現する方法 ①
4.太陽電池の逆特性のSPICEモデル
14Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014

15. Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014 15
関数で表現する方法 ②
4.太陽電池の逆特性のSPICEモデル

16. Copyright (CC) Tsuyoshi Horigome 2014 16
シミュレーションデータ
単セル出力特性シミュレーション
2直列出力特性シミュレーション
2並列出力特性シミュレーション