実験での太陽電池の課題である宿題で困っています。

質問

太陽電池モジュールで測定したものですが、分からないことがあっていろいろ困っています。後、来週まで（10月31日）なんで即、回答がほしいです。来週出来なければ即減点なります。どうかお助け下さい。

電圧,電流,電力で測定した表です。

電圧　V　　　　電力　W　　　　電流　mA
17.95　　　　　32.31　　　　　　　1.8
17.92　　　　　35.84　　　　　　　　2
17.88　　　　　40.23　　　　　　　2.25
17.86　　　　46.0788　　　　　　　 2.58
17.83　　　　53.3117　　　　　　　2.99
17.79　　　　63.8661　　　　　　　3.59
17.75　　　　79.3425　　　　　　　4.47
17.7　　　　106.023　　　　　　　5.99
17.61　　　　156.5529　　　　　　　 8.89
17.35　　　　252.269　　　　　　　14.54
17.09　　　　383.1578　　　　　　 　22.42
16.69　　　　544.4278　　　　　　 　32.62
16.46　　　　583.0132　　　　　　　 35.42
15.94　　　　691.796　　　　　　　43.4
15.24　　　　745.236　　　　　　　48.9
14.47　　　　717.712　　　　　　　49.6
13.95　　　　694.71　　　　　　　49.8
13.24　　　　664.648　　　　　　　50.2
12.37　　　　622.211　　　　　　　50.3
11.47　　　　578.088　　　　　　　50.4
10.78　　　　544.39　　　　　　　50.5
9.47　　　　　482.97　　　　　　　51
8.57　　　　441.355　　　　　　　51.5
7.4　　　　　385.54　　　　　　　52.1
6.61　　　　347.686　　　　　　　52.6
5.49　　　　291.519　　　　　　　53.1
4.45　　　　237.63　　　　　　　53.4
3.483　　　　187.0371　　　　　　 　53.7
2.462　　　　133.9328　　　　　　　 54.4
1.473　　　　81.1623　　　　　　　55.1
0.607　　　　33.5671　　　　　　　55.3
0.1117　　　　6.18818　　　　　　　55.4

以上がこの結果であります。早速質問でありますが、先生が「RsとRshを出して理論値を求めよ」と宿題に出されました。そのRs(直列抵抗値)とRsh(並列抵抗値)の求め方や太陽電池での理論値の求め方が全然わかりません。ヒントの紙（もしくはパソコンでhttp://www.ni.com/white-paper/7230/ja）を見ていてもなかなか手掛りが見つかりません。
先生や先輩のヒント言っても全然分からないので、その為にこの質問を投稿しようと思いました。

初めての投稿ですが、どうかこの質問に分かりやすい回答があれば幸いであります。
後、正直私も言語力や文章力（日本語）が全然ダメであるので、詳しい回答を来週の月曜までどうかよろしくお願いします。

不足があったらまた投稿します。

回答No.5

xpopo · ベストアンサー

＞理論値でありますが、RsとRshが分かっても、I₀,Il,V,I,Tが全くわからなくて困惑しています。
実験していた値か、計算するのか、代入するか、それ以外かもしれないので、何がなんだか分かりません。
これが全部分かれば、後の事は問題ないと思います。

回答＞＞
　まず、測定されたI-Vカーブは太陽電池セルを複数組み合わせたモジュールのI-Vカーブですので測定された結果をセルのI-Vカーブに変換しておく必要があります。
http://www.ni.com/white-paper/7230/ja
の図10にモジュールのI-V特性が示されています。図では直列に接続したセルの数をn個、並列に接続したセルの数をm個で、ISCとVOCを個々のセル値としたときのものです。これより、セルのI-V特性のIはモジュールの電流Iを並列数ｍで割った値に、電圧VはモジュールのVをｎで割った値に変換してグラフを書き直します。そのグラフからセルのRsとRshを求め直します。

　次にI₀,Il,V,I,Tですが、まず、太陽電池に全く光が当たっていない時、太陽電池は陽極をアノード、負極をカソードとするダイオードに等価です。図２に示されているダイオードがそのダイオードになります。半導体のダイオードの勉強はされてると思いますが、思い出してください。
　I₀はダイオードの逆方向飽和電流というものです。また、Tは絶対温度[K]です。 ℃を絶対温度[K]に変換するには273.15を足し算します。温度が常温の25℃の場合、絶対温度Tは25＋273.15＝298.15[K]になります。
Ilはセルが光が照射されている時の発電電流を、Vは太陽電池セルの端子に発生する電圧を、Iは太陽電池セルの出力電流を現しています。
　ここで、ダイオードの逆方向飽和電流I₀はセルに太陽光が全く当たらない状態にして太陽電池に外部から電流を流しながら端子電圧Vを測定してその結果から求めます。このダイオードのI₀を求める測定を実験では行はなかったのでしょうか？測定結果からI₀を求める方法を添付図に示しておきます。

　補足ですが、Ilは照射される光の強度で変化します。また、Vはその結果としての太陽電池セルの出力に現れる電圧で光の強度と負荷の抵抗値で変化します。また、Iは太陽電池セルから負荷へ流れる電流です。またTは周囲温度を絶対温度で表したものです。

お礼

回答ありがとうございました。
ちょっと申し訳なかったのですが、理論値でのIｌとI0は全然やれなかったです。
一応、理論値が分からなかったとこは、CADでやるように比較するしかないのでそれにしました（まだやってませんが‥）。
だが、いろいろ皆様の回答して頂いてて、少しでも参考になりました。

先ほどのことですが、暇な時であっても構いませんのでCADでもできたら、また投稿してください（できないなら仕方ありません）。

投稿した皆様、ありがとうございました。

回答No.4

xpopo

回答NO.3です。添付した図でRsを求める部分が間違ってました。修正した図を添付します。

補足

RsとRsh教えていただきありがとうございます。
が、理論値でありますが、RsとRshが分かっても、I₀,Il,V,I,Tが全くわからなくて困惑しています。
実験していた値か、計算するのか、代入するか、それ以外かもしれないので、何がなんだか分かりません。
これが全部分かれば、後の事は問題ないと思います。

後、申し訳ありませんが正直、私の学習能力は低脳であります。
質問ばっかりしていて申し訳ないですが、どうぞよろしくお願いします。

回答No.3

xpopo

http://www.ni.com/white-paper/7230/ja

の図－７にRsとRshの求め方が出てます。添付の図を見ればもっと分かりやすいかと思います。

また、理論値は上記資料の　図2－太陽電池セルの等価回路簡略モデル　の等価回路の上の式に求めたRsとRshを代入した式が理論値になります。

補足

もう一つ忘れましたが、今週の火曜日までは投稿して欲しいです。
何故なら、水曜までの提出やこれ(実験)以外の提出がある為です。

無理なことをして申し訳ありませんが、どうかよろしくお願いします。

回答No.2

spring135

まずはグラフにプロットして全体の傾向を眺めることです。

方眼紙の横軸にV、縦軸にW

方眼紙の横軸にV、縦軸にｍA

の２枚を書きてください。

回答No.1

angkor_h

ご紹介のサイトの中程に、
「直列抵抗値RSと並列抵抗値RSHはそれぞれVOCとISCにおけるI-V曲線の勾配から概算できます。 」と記されており、図も示されています。Rx=ΔV/ΔIの勾配で良いのではないでしょうか。

これほどわかりやすい上記を見ても
> …を見ていてもなかなか手掛りが見つかりません。
と言われるのであれば、どんなに説明しようとも無理でしょう。
「解法の説明は要らない。答えだけ欲しい」と言っているようなものです。
課題がいっぱいあるから一つぐらいやってよ！　と言う感じ?
意味も解らず点をとるのか、減点をとってその後に理解して知識を得るのか、どちらがご希望ですか?