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セルからフル・アレイまでの太陽電池システムのテスト
多くの点で、太陽電池は、植物が光合成を利用して太陽エネルギーを変換するのと同じように機能します。プラントの効率を向上させるには何百万年もの進化が必要ですが、エンジニアは過去数十年で太陽電池の効率を大幅に向上させてきました。太陽電池材料の効率という量子的限界に取り組む場合でも、インバータの改良に次世代材料を利用する場合でも、テクトロニクスはお客様の作業を加速させるソリューションを提供します。
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テクトロニクスは新世代のイノベータを支援
テクトロニクスは、イノプタス・ソーラ・チームをはじめとする世界中のエンジニアと協力して、太陽光発電の限界に挑戦しています。再生可能エネルギーは地球の未来にとって極めて重要であり、テクトロニクスはテスト、シミュレーション、特性評価などを通じてエンジニアの進歩を加速させるお手伝いをします。
太陽光発電システムのための技術
住宅用インバータのテスト
太陽光発電システムの最も重要なコンポーネントの 1 つは、太陽光インバータです。太陽光インバータは、太陽電池アレイによって出力されるDCエネルギーからAC電力を生成します。単一チャンネルのDC/ACインバータは、すべて並列に接続された複数の太陽光パネルに接続できます。この太陽電池アレイの出力は、100～600VDCの範囲になります。住宅用に設計されたインバータは、この直流入力を受けて、通常3～12kWの単相、二相、または三相交流電力を接続されている電力網に供給します。
これらのインバータは、最大電力点追跡（MPPT）と呼ばれる手法を使用して、太陽電池アレイから最大電力を引き出します。これらのインバータをテストするには、EA 10000シリーズなどのオートレンジ電源を使用して太陽電池アレイをシミュレートします。これらの電源は、一日中さまざまな放射照度をシミュレートしてアレイをシミュレートできます。また、オートレンジ機能により、ワット数の低い電源装置を使用できるため、使用できないワットを購入することなく、シミュレーションに必要な電圧と電流を実現できます。
EA ELR 10000シリーズのようなDC電子負荷を異なる電流または抵抗プロファイルでプログラミングすることにより、これらの測定値を簡単に得ることができます。これらの電子負荷は、最大30kWの入力電力での燃料電池テストに最適で、システム内で最大3.84MWまで拡張できます。内蔵の任意波形発生器により動的試験が可能で、回生機能により、通常熱として失われるはずの燃料電池からのエネルギーの最大96%を取り込むことができます。
大型の太陽電池アレイのシミュレーション
商用の太陽光インバータは通常、30〜1 MWの範囲で動作し、太陽電池アレイのDC入力電圧は最大1500 VDCで、三相AC電力を生成します。このような電力レベルでは、1つのアレイ入力を使用するのは現実的ではありません。代わりに、市販のインバータには複数の最大電力点追従制御（MPPT）入力があり、DC/DCレベルで合計されてからDC/ACインバータに供給されます。このタイプのインバータをテストするには、入力ごとに1つずつ、複数のオートレンジ電源を使用します。EA 10000シリーズの電源は、太陽電池をシミュレートしながら最大64ユニットを並列処理できるため、このような並列処理も問題ありません。さらに、各DC電源を個別にプログラムして、さまざまな放射照度プロファイルをシミュレートできます。たとえば、あるインバータ入力では太陽の光が降り注ぐ太陽電池アレイをシミュレートし、別の入力では部分的または完全にシェーディングされた太陽光パネルをシミュレートできます。
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4200A-SCSのClariusソフトウェアは、太陽電池の特性評価を簡素化します。
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バッテリ・セルの特性評価
物理的には、太陽電池セルはすべての半導体に存在する内部光電効果を利用した特殊なpn接合です。太陽電池セル研究者の主な焦点は、電池効率の向上と、このプロセスから生じるエネルギー抽出を最大化することです。そのためには、新しい材料と完成したセルの両方を正確に電流-電圧（I-V）測定する必要があります。Graphical 2400シリーズや2600BシリーズなどのKeithleyのソース・メジャー・ユニットは、4象限のソース/シンク機能とその高確度測定機能により、研究者にとって重要なツールです。より高度な研究室では、4200A-SCSパラメータ・アナライザが、静電容量-電圧（C-V）とパルス機能を追加し、太陽電池のI-V、C-V、C-f、DLCP、パルスI-V、抵抗率テストのテストとサンプル結果を含む内蔵ライブラリとして注目されています。
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