CISなおゆう発電所

ソーラーフロンティア3.6kWの発電実績・分析等を掲載しています。

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2月23日発電についての考察!!

いつも”CISなおゆう発電所”をご覧頂きありがとうございます。

梅の花も満開となり、少しずつ春の足音を感じる季節となってきました
時を同じくして、当発電所の時間当たり発電量を記録更新するなど、コンディションが上がってきているのを数値で確認出来ています。
今回は、2月23日の12時台について考察してみようと思います。

考察データ
日   時  2013年2月23日 12時~13時
天   候 快晴
平均気温 10.7度 (気象庁12時台10分間隔データより)
平均風速 6.7m/s(気象庁12時台10分間隔データより)
南中高度 46.98度(パネル乖離角16.42度)
南中時間 12時32分
推定パネル温度 30.7度(別途計算式より)
全天日射量 794.5Wh/m2  傾斜面日射量 1,003.8Wh/m2(傾斜角26.6度)
実測発電量 3.69kWh(12時~13時)

傾斜面日射量計算20130223

ここでおさらいですがモジュールの出力測定条件は、照射強度1,000W/m2 パネル温度25度 AM1.5で測定されています。
よって、(傾斜面日射量×公称出力)-各種ロス=発電量となります。
当発電所の場合、前回までは傾斜面日射量×公称出力=実測発電量でほぼ一致していました。
今回のケースですと1.0038kWh/m2×3.6458kW≒3.6597kWhとなります。
実測発電量の3.69kWhとは若干乖離がありますが、ほぼ一致していると考えて良いと思います。
ただ、上記には各種ロスが差し引かれていません。次にロスの内訳を記載します。
パワコンの変換ロス 5.5%(カタログより)
その他の変換ロス  5.0%(一般家庭のシュミレーションより…ケーブル・汚れ等のロス)
パネル温度上昇ロス 1.8%(5.7度×0.31%/度)
上記合計ロス    12.3%

つまり、12.3%のロス分パネル自体の出力が多いと推測されます。
強引なやり方ですが、3.6597kWh×1.14倍(12.3%)=4.1720KWhがパネルから出力された事が推測出来ます。つまり、公称出力の114.43%。
沙良さんに色々とご教示頂いていますが、CISは研究段階にあり未知数な部分が多く本当のポテンシャルを測定出来ないのが実情の様です。
ただ、数字から逆算してみると、公称出力3.6458kWの当発電所はシリコン系太陽電池換算で4.17kW程度のポテンシャルを秘めている様です。

追記…当発電所のパネルは24枚ですが、12枚(内訳 3枚直列×4並列)の2系統を接続箱に収容しパワコンに供給しています。Vmax:最大出力点における電圧とImax:最大出力点における電流を均等化する目的です。簡単に言えば、新しい乾電池と古い乾電池を混ぜてラジコンを動かすと本来のスピードは出ませんよね!!
加えて、パワコン内のトランスを冷却する事でパワコン内の熱抵抗を減らす工夫を試しています。
参考・・・ 簡単!自作パワコン冷却システム!!

お付き合い頂きありがとうございました。


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CISパネル温度上昇ロス考察

いつも”CISなおゆう発電所”をご覧頂きありがとうございます。

2013年1月10日に12時台(南中高度時)のパネル推定温度が26度と、ほぼ温度上昇
ロスを無視出来るデータを抽出する事ができました。
ついては、1月10日を基準とした各季節毎のパネル温度上昇に伴う発電ロスを検証してみ
ましたので、ご参考にして頂ければ幸いです。
尚、極力データの信頼性向上を図るべく、パネルへの照射日射量は当発電所における傾斜
面日射量を用い、パネル冷却の為の風速も可能な限り似たようなコンディションを抽出
して比較しています。
(注)あくまで当発電所における条件下での検証ですので、参考程度として捉えて下さい。

気温ロス検証20130110
パネル温度上昇ロス検証データ

CISパネル温度上昇ロス
パネル温度上昇ロスグラフ

上記の表は各測定日の12時台に絞ったデータを用いています。なお、最終的に温度上昇ロ
スを求める際、太陽高度の変化を理論上無視出来る傾斜面日射量を用いて発電指数を算出
しています。
※発電指数の算出式(発電量÷傾斜面日射量÷3.60kW)

検証1.1月10日と春先の4月7日の比較では平均気温7.6度。推定パネル温度10.8度
     の差で4.36%程度の発電ロスが発生している。

検証2.1月10日と秋口の10月19日の比較では平均気温15.9度。推定パネル温度18.
     0度の差で8.23%程度の発電ロスが発生している。

検証3.1月10日と夏場の8月16日の比較では平均気温27.5度。推定パネル温度30.9
     度の差で10.09%程度の発電ロスが発生している。

検証4.一般的にパネル温度が1度上昇すると0.5%の出力低下(30度上昇で15%減少)
     すると考えられているが、CISパネルでは真夏でも10%程度の減少に収まっている様
     子が伺える。

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冬場のパネル温度上昇ロス検証

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2013年1月10日と11日は連日ピーカン天気となりました
ただ、気温と風速の気象条件が大きく違い、発電量にも差が出る格好となっています。
ついては、データから裏づけが出来ないか検証してみましたのでご参照下さい。

傾斜面日射量計算20130110
傾斜面日射量の計算 2013年1月10日

傾斜面日射量計算20130111
傾斜面日射量の計算 2013年1月11日

上記算式は「やんころりんさん」よりご教示頂いたErbsらの手法を用いた傾斜面日射量を計算
するシートです。
今回は南中時刻を挟む12時台に絞って検証を行ってみました

計算シートの黄色で示した部分(12.5の列)が12時台の傾斜面日射量となります。
1月10日 12時台 0.9104kWh=3.2772MJ/㎡
1月11日 12時台 0.8860kWh=3.1894MJ/㎡
となっています。これに定格出力を掛けると理論上の発電量が計算出来ます。
1月10日 12時台 0.9104kWh×3.60kW=3.2774kWh
1月11日 12時台 0.8860kWh×3.60kW=3.1896kWh

次に上記傾斜面日射量を基にして、推定パネル温度を加味してみました。
気温ロス検証20130111

推定パネル温度は気象庁から発表されている12時台の10分間隔の平均気温・平均風速か
ら算出しています。
ここでおさらいですが、パネルの定格出力はパネル温度25度・照射強度1,000W・AM1.5
で測定されています。
※余談ですが、冬場のこの時期でしかパネル温度は25度程度にはならないのですね・・・。
 メーカーの測定方法は非現実的なものと改めて思います。。。

つまり、1月10日の12時台推定パネル温度が26度なので、ほぼパネル温度上昇ロスはゼ
ロに近いものと考えられます。よって、1月10日を基準として1月11日の温度上昇ロスを検証
してみたのが上記の表となります。
1月11日の12時台推定パネル温度は35.0度となっています。一方、ロスの検証方法として
発電指数での比較を用いています。
結論としまして、パネル温度が9度上昇したことにより約1%の温度上昇ロスが発生しているこ
とを検証する事が出来ました。
加えて、発電量低下分(3.65%)を要因別に振り分けてみると、日射量自体の減少(2.68%
)とパネル温度上昇ロス(0.99%)となっています。


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CISパネル発電指数推移表公開!!

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さて、当発電所の発電指数を開設以来データ検証していますが、冬至を過ぎグラフに変化が
起きてきましたのでご紹介します

20130102-5.jpg

12月21日の冬至を境に全天日射量比のグラフが反転下降トレンドに入ってきました。
一方で傾斜面日射量比のグラフは年間を通じて一定のトレンド内での推移が継続しています。
傾斜面日射量比のグラフは気温上昇による発電ロスを検証するべく作成していますが、今の
所グラフからはその傾向が読み取れない状況となっています。

やんころりん発電所さんのHITパネルでは上記と同じ手法でグラフを作成された所、傾向が
顕著に現れています。

CISの場合、気温温度上昇に伴う発電ロスがグラフから読み取れない程、軽微なものなの
でしょうか??(紺色のグラフを注視すると、夏場は割かしトレンドの下限付近に位置し、冬
場はトレンドの上限付近での推移が確認出来ます)

先ずは一年間通してのデータを収集し、結論を導きたいと考えています。


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