太陽電池を回路シミュレーションで使えるデバイスモデルとして表現する方法を紹介します。 LTSpiceで使えるシンプルかつ再現性の高いモデルをつくる方法です。

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
Appendix 1: エラーが発生した場合
太陽電池のスパイスモデルの基礎
1Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
2014年12月22日
マルツエレック株式会社

2. 2Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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。

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1.太陽電池のSPICEモデルの等価回路図

4. 4Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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

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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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD
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
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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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD

15. Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD 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(C) MARUTSU ELEC CO. LTD 16
シミュレーションデータの構成
フォルダ名称 内容
2nd_Parallel 2並列出力特性シミュレーション
2nd_Series 2直列出力特性シミュレーション
LTspice Model Symbol 必要なSPICEモデルをシンボルデータ
Output 単セル出力特性シミュレーション

17. Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD 17
Appendix 1: エラーが発生した場合
シミュレーションに必要なSPICEモデル、回路図シンボルの登録がされて
いない場合、上記のようなエラーメッセージがでます。

18. Copyright(C) MARUTSU ELEC CO. LTD 18
Appendix 1: エラーが発生した場合
SPICEモデルは、Sub
フォルダへ
回路図シンボルは、
Symフォルダへ
コピー(格納)します。