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企業経営者をサポートするプロ集団[株式会社ジャパンビジネスコンタクトグループ]

パルス方式ソーラシミュレータ概要

BERGER社は従来の高出力フラッシュ光源を使用して信頼性と精度が最も高いソーラシミュレータの開発をしています。反射鏡やフィルターといった光学部品を一切使用しないBERGER社独特の装置構成は照射面の放射照度を均一にすることができます。

反射鏡を使用するとその調整が大変です。例えばランプの位置が少しでもずれたり、使用していくうちに電極のわずかな蒸散などが起こったとき、均一な照度を保証できなくなります。信頼性、速度そして正確な試験が必要なところではBERGER社のソーラシミュレータが使用されています。 
BERGER社のパルス方式ソーラシミュレータでは、最大の照度レベルを10msの長さまで維持することができるので、応答速度が比較的遅い太陽電池や薄膜製品の試験にも使用することが可能です。BERGER社独自仕様の低圧キセノンランプによってIEC60904-9規格で定義する測定時間の全範囲に亘ってClass Aの要求を満たすスペクトル合致度を得ることが出来ます。

  • 放射照度分布
  • シミュレータの周波数スペクトル
  • ソーラシミュレータ放射照度分布
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  • ソーラシミュレータ周波数スペクトル
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BERGER社のソーラシミュレータはセル試験用の4000J出力のジェネレータ、3mx4mサイズのモジュール試験用の40、000J出力のジェネレータ、さらに水平、垂直両方の試験環境に対応できるラメラ光源で構成されます。

BERGER社の標準製品であるモデルPSS8は最大10msまで一定レベルの照度を得ることができる高出力フラッシャーを使用したパルス式ソーラシミュレータです。このシステムは最大2.4m(対角距離)の試験領域に対応でき、2分間に一回のパルス測定が出来るシステムです

  • 太陽電池セル検査用ソーラシミュレータ
  • 太陽電池モジュール検査用ソーラシミュレータ

  • 太陽電池セル検査用パルス方式
    ソーラシミュレータ モデルPSS 10

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  • 太陽電池モジュール検査用
    ソーラシミュレータ

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シングルセル試験用のフラッシャー、モデルPSS10及びPSS10-Sは全自動のアセンブリラインで常時連続使用することを目的としたシステムで、特別に安定性が高いキャパシタを使用しています。
各セル測定では、一回のフラッシュ発光で測定は2回実施します。低圧キセノンランプを使用することによって放射強度を違えた2段階の測定が一回のフラッシュ発光で可能になり、その結果、放射照度の異なる二つのI-V曲線を同時に得る事が出来ます。例えば、1000W/㎡の照度でスタートし、5msフラッシュした後に500W/㎡の照度まで落として、さらに5msフラッシュします。
この方法によってIEC60904-1規格(JISC8913)に準じたシリーズ抵抗(Rs)の正しい測定を可能にします。大半のメーカーはソフトウエアでシリーズ抵抗を算出しますが、その場合は単なる理論上の値となり正確性を欠く結果となります。

測定と負荷のシミュレーションのためにBERGER社はプロセッサー制御の3チャンネルの測定と実測値を用いたロードシミュレーションができるPulsed Solar Load(PSL)、すなわちパルス計測用のPassive Roadを開発しました。PSL製品はソーラモジュール、アレイ或いはセル単体のI-VカーブをDIN EN60904-1:1993やIEC 60904-1に従って記録する時に使用されます。
PSL製品のモデルPSL8は一回のフラッシュ(10ms未満)の間に関連するすべてのデータが取得出来ます。測定電圧レンジは120Vまでを5段階に、また電流レンジは18Aまでを3段階に、ニーズに応じてセットすることができます。このようにセットアップはコンパクトにできるので、1000W ピークまでのあらゆる種類のモジュールの測定に汎用的に使用するには理想的なソーラシミュレータです。

パルス計測用のPassive Road
Measuring Load, PSL8 (クリックで拡大)

この5年の間、BERGER社はアセンブリラインと大規模は量産工場に使用できるソーラシミュレータシステムの最適化を目的としてソフトウエアとデータ処理運用システムの開発に集中的に力を入れてきました。
その結果、WindowsベースのPSLは多様な生産環境の中での全自動測定を可能にするアプリケーションとなっています。このアプリケーションはバーコードでモジュールを認識した上で、太陽電池特性に関するすべての測定を自動的に行うことができます。
自動測定では、モジュールの出力特性別分類を記載したラベルが印刷されると共に、すべてのデータは企業のデータベースに記録保管されます。
BERGER社はオートメーション技術の有力な開発企業と協力して完全でオペレータが要らないテスターを開発しました。これらの高度に構成されたシステムはIEC 1215, EN61215, UL 1703に準じた最終検査に要求される太陽電池に関する全ての電気出力と安全性の要求事項を自動的に測定することができます。これらは耐電圧、絶縁抵抗、漏洩電流の試験も含んでいます。
モデルPSL-SCとモデルPSL-SCDはモデルPSS 10 型ソーラシミュレータ と一緒に使用され、2段ステップのフラッシュの間に必要なデータを取得することができます。
モデルPSL-SCDには逆バイアス電源が組み込まれており、各々のセルの逆方向I-V特性を取ることができます。これはセルの並列抵抗(Rsh)と逆方向の動作状態を直接測定することを可能にします。前述Rsの場合と同じようにRshはソフトウエアを使用して算出することが可能ですが、正確性に欠けます。
両システムのスループットは最大1200セル/時間です。

パルス計測用のPassive Road
太陽電池セルストリング検査用
ソーラシミュレータ
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ストリング測定システムでは、垂直に吊り下げたストリングの太陽光受光面に対して、放射照度が2段階に変えられるパルス光を一回発光させることで、ストリングの内部抵抗をIEC60904-1規格(JISC8913)に準じて測定できるようになっています。

テストシステムは自動的に全ての関連するパラメータとその測定結果を、それぞれに対応したデータベースに出力します。
これらのシステムはどのような生産ラインへの組み込みも可能です。BERGER社のソーラシミュレータは今日欧州のソーラ産業界の試験装置として最も求められている装置です。
過去にはSiemensやAEG TelefunkenといったメーカーがBERGER社の製品を彼らの独自のブランドで世界市場で販売していました。今日ではFlabeg, Q-Cells AG, RWE, Solar World, GPV, Solon, Saint Gobain, Solarfabrik,Solarwatt, Webasto といった名だたるメーカーがBERGER社のソーラシミュレータを使用しています。
世界中の宇宙航空産業とESAやEADS  Astriumといった欧州の公的機関や企業がBERGER社のソーラシミュレータシステムを使用して宇宙衛星搭載用のソーラパネルの試験や開発を行っています。

BERGER ソーラシミュレーター詳細