最適動作点と曲線因子

前章で述べたように、太陽電池は、外部の抵抗を適当に調節することで、電流電圧特性曲線上の点の電流や電圧を実現することができます。

たとえば図のように電流電圧特性曲線が与えられた時、Ａという点もＢという点もＣという点も、実現可能です。

これらについてもう少し見てみましょう。

Ａ点は、抵抗値が比較的低い場合です。

ここでは比較的大きな電流が得られていますが、その反面、電圧はあまり得られていません。

Ｂ点は、抵抗値が比較的高い場合です。

ここでは比較的大きな電圧が得られていますが、その反面、電流はあまり得られていません。

Ｃ点は、抵抗値がほどほどの場合です。

ここでは電流も電圧も、そこそこ大きな値が得られています。

そして発電装置にとって通常大切なのは、電流そのものでも電圧そのものでもありません。

電力です。

特に暖房や給湯などに用いる場合はそうです。

交流の世界に持ち込めば、電圧や電流は適当に変えられますが、電力を無条件に増やすことはできません。

電力とは電圧と電流の積です。

すなわちＡ点でいえば、縦じまの長方形の面積となります。

Ｂ点でいえば、横じまの長方形の面積です。

そしてＣ点でいえば、斜めじまの長方形の面積です。

直感的にわかるように、Ａ点もＢ点も、大きな電力を与えません。

それに対してＣ点は、かなり大きな電力を与えています。

電圧と電流のバランスがよいのです。

一番大きな電力を与える点は、このＣ点のすぐ近くだと思いますが、そこを最適動作点といいます。

そこにおける電圧をＶm、電流をＩmとすると、最大電力はＶm*Ｉmで与えられます。

一方、電圧の最大値は開放電圧Ｖocです。

電流の最大値は短絡電流Ｉscです。

両者の積Ｖoc*Ｉscは、最大値同士の積ですから、当然Ｖm*Ｉmより大きくなります。

図の点線の長方形の面積に相当します。

（Ｖm*Ｉm）／（Ｖoc*Ｉsc）を曲線因子といいます。

原理的に０と１の間の実数ですが、通常0.7とか0.8あたりです。

開放電圧も短絡電流も動かせない場合でも、うまく曲線を作り出してこの曲線因子を高めることができれば、太陽電池としての性能は向上したことになります。