セルを直列に接続した時の話をします。

この話は少し複雑になるかもしれません。面倒な人は読み飛ばして頂いてかまいません。

前の時と同じように、後で結論をまとめようと思っています。

要は、結論を知っていれば十分なので・・・

さて、

普通の太陽電池は、セルと呼ばれる15cm角ほどの薄い板が最小単位で、これをつなぎ合わせていきます。ほとんどの場合、直列につなぎ合わせています。

よく使われる200数十Wの太陽電池モジュールは、セルを直列に60枚つなぎ合わせています。

セル1枚当たりの電圧は約0.5V、電流は8Aほどなので、1枚の太陽電池出力は約4W (電圧と電流を掛けます)、60枚で200数十Wとなるわけです。

直列なので電圧は60倍の約30Vとなり、電流は8Aほどのままです。

さて、これをIVカーブで見てみたいと思います。

例えばセルを4つ直列にする場合、直列なのですべてのセルを流れる電流は同じです。

従って下の上側の図のように、各セルのIVカーブを同じ電流値 i での電圧値 V₁ ,V₂ ,V₃ ,V₄  を足したものが、直列接続した下側の図のIVカーブで電流 i の時の電圧値 V₁ +V₂+,V₃+V₄ になります。

要するに4つ直列でのIVカーブは各セルのIVカーブを横に加えたものです。

さて、上記のように各セルの特性がそろっていると、違和感なく直列接続のIV特性が理解できると思います。しかし特性が揃っていないと少し話が複雑になります。下の例で考えます。

下図のように一番左のセルの特性が悪く、電流が他のものに比べて少ないとします。

電流は縦軸なので、電流が少ないということはIVカーブの縦方向が縮んでいるということになります。（この図では説明しやすくするために大げさにIVカーブを歪ませていますが、このように歪んだセルは製造不良時に見られます。）

直列なのでやはり同じ電流値の電圧を足すことで、全体のIVカーブが得られます。しかし図を見て分かるように、この場合はV₁が電圧のマイナスの領域に来ています。

従って、この場合の電圧はV₂+V₃+V₄ からV₁ 減じたものになります。

図の実線が直列接続した時のIVカーブになります。全体の電流も電流の少ないセルのために少なくなります。

済みません。

もう少し話を進めたいのですが、原稿サイズを超えそうなのでいったん中断します。

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