Post on 03-Jun-2020
transcript
Solar and PhotovoltaicDemonstrative research on PV performance in
Thailand
August 17, 2006Fuji Electric Systems Co., Ltd.
1
Today’s Line up
1. Solar cell2. PV system3. PV market4. Demonstrative sites and measurement items5. Introduction of collected data at TEI site6. Introduction of collected data at Cho Heng
site7. Explanation of the demonstrative research8. Conclusion of the demonstrative research
2
Solar cell
3
Principles of Solar Cell
・Solar cell has a structure that p-type semiconductor and n-type semiconductor are joined together.・When sunlight is absorbed at p-n junction, positive hole and electron will be born. ・If plus and minus terminals are connected through load, current is passing.Section view of solar cell (model)
P-type semiconductor N-type semiconductor
Energy of light, not heat
4
Conversion efficiency of PV
PV panelarea : 1m2
Irradiance : 1kW/m2
Output power (Pmax) : 100W
Conversion efficiency =Output power (Pmax)
Input power= 100W/1kW = 10%
Equal to 100,000 luxes of illumination
Temperature : 25deg.C
5
Electrical performance of PV
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30 35Voltage (V)
Cur
rent
(A)
0
20
40
60
80
100
120
140
Pow
er (W
)
Voltage-current performance
Voltage-power performance
Pmax point
Light intensity : 1kW/m2
Temperature : 25 deg.CAM : 1.5
Example
6
Kind of Solar Cell
Crystal
Amorphous
Single crystal
Polycrystal
Single Crystal
Polycrystal
Silicon
Compound
PV Cell
(Silicon, Silicon Alloy)
(SiGe, SiC, etc.)
(GaAs Type)
(Cds, CdTe, CuInGaSe2, etc.)
Silicon(Silicon, Silicon Alloy)
(SiGe, SiC, etc.)
(GaAs Type)
(Cds, CdTe
c-Si
a-Si
Conversion Efficiency under STC(average of product on the market)
15 ~ 19%
13 ~ 16%
6 ~ 10%
-
CdTe : 6 ~ 10%CIS : 8 ~ 10%
7
Solar Cell, Module and Array8
PV module
Single Crystalline Type
Poly-Crystalline Type
Thin Film (Amorphous Silicon)
Type
See Through Type(Amorphous Silicon)
Flexible Type(Amorphous Silicon)
9
PV System
10
Basic configuration of PV system
DC
DC
LOAD
PV Array and Frame
PV Array and Frame
Junction Box
Junction Box
Power Conditionerequipped with protective function
for interconnection
AC
Utility grid(PEA, MEA)
11
Feature of PV system
● Unlimited energy
● Clean Energy
● Same efficiency for
any capacity
● Easy maintenance
●● Unlimited energyUnlimited energy
●● Clean EnergyClean Energy
●● Same efficiency forSame efficiency for
any capacityany capacity
●● Easy maintenanceEasy maintenance
《《DEMERITDEMERIT》》《《MERITMERIT》》
● Depend on weather condition
● Work only daytime
● Low energy density
●● Depend on weather Depend on weather conditioncondition
●● Work only daytimeWork only daytime
●● Low energy densityLow energy density
12
Kind of PV system (Grid-connected)
Grid Connected SystemGrid Connected System
Most popular system for area where utility grid is availableMost popular system for area where utility grid is available
Merit・Stable power supply to load・Most efficient system・Easy Maintenance
Demerit・PV system cannot work in case of
a power failure of utility grid.
DC
LOADA
CUtility grid(PEA, MEA)
PV Array and FrameJunction Box
Power Conditioner
13
Kind of PV system (Stand alone)Stand Alone SystemStand Alone System
Available in non-electrified area, for example a mountain hut, a remote island,etc.
Merit・Independently use
Demerit・More expensive than grid connected system・Another stable power supply,
for example battery, is necessary.
DC
LOAD
AC
PV Array and Frame
Charge controller
Inverter (CVCF)Battery
DC
14
Kind of PV system (Grid backed-up)Grid BackedGrid Backed--up Systemup System
Grid connected operation usually, isolated operation in case of a power failure.
Merit・High reliability・Adequate for a disaster prevention system
Demerit・More expensive than grid connected system
DC
AC
PV Array and Frame
Charge controller
Battery
DC
LOAD
Utility grid(PEA, MEA)
Power Conditioner
15
Power conditioner for grid connected system
Power conditioner
Inverter unit
~
Control unit
Protection unit for
interconnectionProtection
unit
InverterPV array
Grid line
Load
・Automatic start/stop operation・Maximum power tracking system・Automatic voltage regulation・Disconnection function under abnormal condition
Protection unit which disconnects power conditioner from grid line In case of trouble at grid line, including islanding detector
16
Way of installation
Building integration
Frame installation
Flat roof
Slope roof
Ground
Installation
17
1kW of PV system
For crystal PV● Necessary Area for PV modules
about 7.7m2
● WeightPV panels : about 90kg
(about 12kg /m2)Support frame : about 100~200kg
(about 13~26kg /m2)Total weight of PV panels and support frameabout 190~290kg(about 25kg~38kg /m2)
18
Contribution to Environment
If you install 1kW PV system, you can contribute to environment as much as value shown below.
Precondition (in Japan): 1kW PV system can generate electricity of 1,000kWh per a year.
1. Reduction of CO2 emission : 165.7 kg-C/year2. Equal value in forest area : 0.17 ha3. Reduction of oil consumption : 243.2 litters
Source : PV system Guidebook, NEDO
19
Maintenance of PV systemBasically, NO MAINTENANCEBut periodical check is recommended.
No. Items for check
1 PV 1) PV module (a) Dirt, breakage on surfacearray (b) Fracture, discoloration of cell
(c) Distortion, breakage of frame(d) Damage of cable
2) Suport (a) Corrosion, erosion, rust frame (b) Damage of grounding wire3) Electrical (a) Measurement of insulation resistance performance (b) Measurement of open-circuit voltage
2 Junction Box (a) Corrosion, erosion, rust of box(b) Damage of cable(c) Damage of grounding wire(d) Condition of door
Equipment No. Items for check
3 Power 1) External (a) Corrosion, erosion, rust of boxconditioner appearance (b) Damage of cable
(c) Condition of door(d) Damage of devices inside(e) Damage of grounding wire(f) Abnormal sound and smell in operation(g) Clogged ventilating filter(h) Environment (high temperature, high humidity)
2) Electical (a) Operating condition of display performance (b) Measurement of insulation resistance
(c) Sequence test of protection unit3) Start and (a) Manual operation stop (b) Automatic operation
(c) Pmax tracking unit4) Protection (a) Relay test relay (b) Sequence test
4 Measurement 1) Pyranometer (a) Dirt, breakage on surface equipment (b) Damage of cable
(c) Measurement of output voltage2) Thermometer (a) Breakage
(b) Damage of cable(c) Measurement of signal output
3) Personal (a) Display computer (b) Reserved data
(c) Output power data
Equipment
20
Bangkok and Tokyo
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������0
5
10
15
20
25
30
35
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecMonth
Mon
thly
ave
rage
am
bien
t tem
pera
ture
(deg
.C)
0
1
2
3
4
5
6
7
Mon
thly
ave
rage
irra
diat
ion (kW
h/m
2/d )
��������������
Global irradiaton in TokyoGlobal irradiaton in BangkokAverage ambient temperature in TokyoAverage ambient temperature in Bangkok
Latitude LongitudeMonthly average
ambient temperature(deg.C)
Monthly averageirradiation
(kWh/m2/d)Tokyo 35'41'' 139'46" 15.6 3.3Bangkok 13'44" 100'34" 28.6 4.8
21
Source : NEDO
Output energy of 1kW PV (Bangkok)Trial calculation
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
Output Energy per 1kW PV system in Bangkok
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecMonth
Mon
thly
out
put e
nerg
y (k
Wh/
mon
th)
���������� Crystal silicon
Amorphous silicon
Yearly amount of ourput energyc-Si : 1,295kWh/yeara-Si : 1,378kWh/Year (a-Si/c-Si=1.064)
Tilt angle : 10 deg.Direction of PV surface : south
22
Output energy of 1kW PV (Tokyo)Trial calculation
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
�������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
Output Energy per 1kW PV system in Tokyo
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov DecMonth
Mon
thly
out
put e
nerg
y (k
Wh/
mon
th)
���������� Crystal silicon
Amorphous silicon
Yearly amount of ourput energyc-Si : 999kWh/yeara-Si : 1,032kWh/Year (a-Si/c-Si=1.033)
Tilt angle : 10 deg.Direction of PV surface : south
23
PV Market
24
Production of Solar Cell in the world(by region)
832.6
154
470.1560.3
744.1
302
1758.7
1194.7
57.9 60.1 69.4 79.6 88.6125.8 153.2
201.3277.8
390.5
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006Year
Annu
al p
rodu
ctio
n of
PV
mod
ule (M
W)
JapanUSAEuropeOther areaTotal
(Germany:347MW)
(China:122MW, Taiwan : 88MW)
Total
Japan
Europe
The other
USA
Source : RTS corporation , PV News
25
Production of Solar Cell in the world(by kind)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005Year
Annu
al p
rodu
ctio
n of
PV
mod
ule (M
W)
Monocrystalline silicon
Polycrystalline silicon
Amorphous silicon(including hybrid)a-Si/c-Si
Ribbon Si
CdTe
Poly Si (thin type)
Light-gathering
CIS
Other kind
Total sum
p-Si991.0MWp-Si991.0MW
c-Si486.4MW
a-Si/c-Si : 120.0MWa-Si : 73.3MWRibbon Si : 53.0MWCdTe : 32.0MWCIS : 3.0MWLight-gathering : 0MW
Total1,758.7MW
Source : RTS corporation , PV News
26
Production of Solar Cells in the world(in 2005 by manufacturer)
24%
9%
8%
7%6%
5%
5%
3%
3%
2%
2%
2%
2%
2%
1%
1%
1%
1%
1%
1%
1% 11%
Sharp (JPN)
Q-Cell (GER)
Kyocera (JPN)
Sanyo (JPN)
Mitsubishi Electric (JPN)Schott Solar (GER)
Suntech (CHN)
Motech (TWN)
Isofoton (ESP)
Shell Solar (USA)
The other in China
Deutsche Cell (GER)
BP Solar (AUS)
E-Ton (TWN)
Photowatt (FRN)
BP Solar (USA)
Sun Power (PHI)
Uni-Solar (USA)
Kaneka (JPN)ErSol (GER)
First Solar (USA) Annual production of solar cell in 2005 in the world : 1,758.7MW
Source : RTS corporation , PV News
27
Installed PV system in the world(in reporting IEA PVPS countries )
Source : PVPS , IEA
In 2004Total in the world : 2,596MWJapan : 1,132.0MWEurope : 1,021.5MW(Germany : 794.0MW)USA : 365.2MWIndia : 86.0MWChina : 60.0MW
28
Installed PV system in the world29
Source : PVPS , IEA
Installed PV system in Japan
���������������
���������������
���������������
��������������
��������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
Capacity and Cost of PV system in Japan
24 31 43 60 91133
209
330
452
637
860
11323700
670260
46
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004Fiscal year
Cos
t of P
V sy
stem
(kilo
Yen
/kW
)
0
200
400
600
800
1000
1200
Cum
ulat
ive
inst
alle
d ca
paci
ty (M
W)
Cos
t of g
ener
ated
ele
ctric
ity p
er 1
kWh
(Yen
/kW
h)
���������������
��������������� Cumulative installed capacity (MW)
Cost of residential PV system per 1kW (kilo Yen/kW)
Cost of genereted electricity per 1kWh (Yen/kWh)
source : METI
30
Summary of world market in 2005PRODUCTION- Japan and Germany are serving as engines of production ofsolar cell.
- New entrants to European market are growing fast.- There are signs of the establishment of non-crystalline siliconsolar cells in the market, while crystalline silicon solar cell isstill dominant.
- Emerging countries, China and Taiwan for instance, arecoming up fast.
- The dawn of a new era of a mega-competition is found.
INSTALLATION- Installed PV systems in developing countries increase as wellas USA, Europe and Japan.
- Kind of system is mainly a grid-connected system.
31
Demonstrative sitesand
measurement items
32
Demonstrative Site “Cho Heng Site”33
Cho Heng Rice Vermicelli Factory Co., Ltd.19, Moo, Petkasam Road, Yaicha, Sampran, Nakhon Pathom 73110, Thailand
TEL 03-422-5240, 03-432-1661~3 FAX 03-422-5241, 03-432-1660
○○ Practical site for the subjects on Practical site for the subjects on ““IIslanding prevention malfunctionslanding prevention malfunction”” and and ““Prevention of overPrevention of overvoltagevoltage””
○○ Reference site for the subject on Reference site for the subject on ““The most optimum combination ofThe most optimum combination of aa--SiSi andand cc--SiSi PVPV””○○ Actual operation started on October 28, 2006.Actual operation started on October 28, 2006.
Cho Heng Site: PV modules on the roof-top
N
Symbol : E/KaKind : a-SiManufacturer : KanekaType : SMA088Layout : 11×32 (Q'ty=352)Connection : 5series×70parallel (with 2 dummy)Capacity : 18.9kWNo. of circuits at J-box : 20
Symbol : E/MKind : a-SiManufacturer : Mitsubishi heavy industriesType : MA100J1-YF-04Layout : 7×27 (Q'ty=189)Connection : 3series×63parallelCapacity : 18.9kWNo. of circuits at J-box : 11
Symbol : E/KyKind : p-SiManufacturer : KyoceraType : SPR1786Layout : 11×11 (Q'ty=121)Connection : 13series×9parallel (with 4 dummy)Capacity : 20.9kWNo. of circuits at J-box : 9
Symbol : E/SlKind : c-SiManufacturer : Shell solar japanType : SQ80-PLayout : 18×14 (Q'ty=252)Connection : 18series×14parallelCapacity : 20.2kWNo. of circuits at J-box : 14
Symbol : W/MKind : a-SiManufacturer : Mitsubishi heavy industriesType : MA100J1-YF-04Layout : 6×34 (Q'ty=204)Connection : 3series×68parallelCapacity : 20.4kWNo. of circuits at J-box : 12
Symbol : W/KaKind : a-SiManufacturer : KanekaType : SMA088Layout : 10×36 (Q'ty=360)Connection : 5series×72parallelCapacity : 19.4kWNo. of circuits at J-box : 16
Symbol : W/SpKind : p-SiManufacturer : SharpType : ND-Q7L1KLayout : 9×15 (Q'ty=135)Connection : 13series×10parallel (with 5 dummy)Capacity : 21.7kWNo. of circuits at J-box : 10
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
������������������������
������������������������
������������������������������
������������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
���������� ����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
������������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
���������� �����
�����
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
������������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
����������
�������������������������
��������������������������
�������������������������
��������������������������
�������������������������
��������������������������
����������������� �������������������������
��������������������������
�������������������������
��������������������������
��������������������������������������������������������������������������� ������������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ��������������������������������������������������������������������������� ������
������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ��������������������������������������������������������������������������� ������
������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ��������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������� ������
������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ��������������������������������������������������������������������������� ������
������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ��������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������� ������������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
�������������� ��������������������������������������������������������������������������� ������
������
��������������
������������
������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
��������������
������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������
������������������������������������
������
������������������������������
������������������������������������������
������������������������������������
������������������������������������
������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
������������������
������������������������
������������������������������
������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
���������������������
����������������������������
�����������������������������������
���������������������
������������������
������������������������
������������������������������
������������������
������������������
������������������������
������������������������������
������������������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������
������������
������������
������������
������������
������������
������������
��������������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
������������������������
������������������������
������������������������������
������������
������������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
��������������������
��������������������
�������������������������
����������
����������
96,000
16,930 14,290 31,634 29,750
19,985 33,470 39,838
28,0
00
34
Cho Heng Site: Measurement points
ID Islanding detector-1
UASB and Water reuse
TR1315kVA22kV/400V8.25/455A
TR2
1000kVA
TR6
1000kVA
TR3
1500kVA
TR4
1500kVA
TR5
2500kVA
PEA 22kV
IDIslanding detector-2
R
Dummy Load
10kW
18.9kW20.2kW 19.4kW PV 20.4kWPV PV
PV
Junctionbox1
PV
PV PV
PVPV
PV PV
PVPV
Powerconditioner(20kW)
~
PV PV
PVPV
Inverter / Converter(20kVA)
~
20.9kW
PV PV
PVPV
~
Low Voltage Switchboard
Battery323.4kWh
G Generator195kVA
Office
ATS
600A
Switchboard near TR1
Cable 430m
400A
400A
400A
50A50A50A50A100A50A
~ ~ ~ ~
DU2 DU1
F-Box3 F-Box2
Battery223.4kWh
ATS
G notexist
UASB switchboard(existing)
10kvar 10kvar
300A
PC1PC2
DU3
21.7kWPV PV
PVPV
~
100A
~
F-Box1
Battery123.4kWh
18.9kWPV PV
PVPV
50A
~
PC3 INV1
DU4
PC4PC5
DU5DU6
PC6 INV2
DU7
PC7 INV3
Single Crystal Poly Crystal (B) Amorphous (B1)Amorphous (A1)
Poly Crystal (A)Amorphous (A2)
Amorphous (B2)
L C
J-box2J-box3J-box4J-box5J-box6J-box7 [A] Environmental Data
[B] PV temperature
(1) Total irradiance(2) Ambient temperature(3) Wind speed(4) Wind direction(5) Amount of Rain fall
[C] [D]
[E]
[F]
[G][H]
35
Cho Heng Site: Measurement itemsNote) Digital inputs / outputs, for instance failure of power conditioner and of grid line, are excluded in the following table.
Group No. ItemsThe number ofmeasurement
itemsGroup No. Items
The number ofmeasurement
items1 Total irradiance 2 35 AC current (R) 12 Ambient temperature 1 36 AC current (S) 13 Wind speed 1 37 AC current (T) 14 Wind direction 1 38 AC voltage (RS) 15 Amount of Rain fall 1 39 AC voltage (ST) 1
PV module 40 AC voltage (TR) 1[B] 41 AC active power 1
7 PV DC current 7 42 AC reactive power 18 PV DC voltage 7 43 AC current (R) 19 AC current (R) 7 44 AC current (S) 110 AC current (S) 7 45 AC current (T) 111 AC current (T) 7 46 AC voltage (RS) 112 AC voltage (RS) 7 47 AC voltage (ST) 113 AC voltage (ST) 7 48 AC voltage (TR) 114 AC voltage (TR) 7 49 AC active power 115 AC active power 7 50 AC reactive power 116 AC reactive power 7 51 Frequency 117 AC current (R) 1 52 AC current (R) 118 AC current (S) 1 53 AC current (S) 119 AC current (T) 1 54 AC current (T) 120 AC voltage (RS) 1 55 AC voltage (RS) 121 AC voltage (ST) 1 56 AC voltage (ST) 122 AC voltage (TR) 1 57 AC voltage (TR) 123 AC active power 1 58 AC active power 124 AC reactive power 1 59 AC reactive power 125 BAT DC current 3 15326 BAT DC voltage 327 AC current (R) 328 AC current (S) 329 AC current (T) 330 AC voltage (RS) 331 AC voltage (ST) 332 AC voltage (TR) 333 AC active power 334 AC reactive power 3
Total PVsystem (not
includingdummy load)
[F]
Receivingpoint (LowVoltage)
[G]
UASB load(Alreadyexisting)
[H]
sum
146 PV temperature
Environmental Data
[A]
Batterysystem
(Inverter-converter,Battery)
[E]
DummyLoad[D]
Powerconditioner
[C]
36
Demonstrative Site “TEI Site”37
Thailand Environment Institute16/151-4 Muang Thong Thani, Bond Street Road, Bangpood Pakkred, Nonthaburi 11120, Thailand
TEL 02-503-3333 FAX 02-504-4826~8
○○ Practical site for the subjects on Practical site for the subjects on ““The mostThe mostoptimum combination ofoptimum combination of aa--SiSi andand cc--SiSi PVPV””○○ Actual operation started on November 1, 2006.Actual operation started on November 1, 2006.
TEI Site: Concept of PV system
Detail investigation on performance of PV modulesMeasurement of IV curve
Actual operating condition of PV systemMeasurement of input output of power conditioner
PV module
PV array
Power conditioner
Junction box
MCCB5th flr
2nd flr
1st flr
Personal computer
MCCBWHM
Meter pole
Junction box
Pyranometer
IV curve tracer
38
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������������������
������������
�����������������������
�����������
�����������
�����������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
�����������������������
�����������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
�������������������������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
�������������������������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
����������������
���������
ky
��������������������
��������������������
��������������������
��������������������
sh
ss
�����������������
�����������������
�����������������
�����������������
k
�������������
�������������
�������������FES����������������
����������������
����������������
k
���������������������
���������������������
���������������������
���������������������
���������������������
mhi
�������������
�������������
�������������FES
Area②Kind of PV : amorphousQ'ty : 45 (9×5)Connection : 4series×11parallel (one for dummy)Capacity : 2.38kWArea①
Kind of PV : poly crystalQ'ty : 27 (9×3)Connection : 9 series×3 parallelCapacity : 4.51kW
Area④Kind of PV : single crystalQ'ty : 50 (5×10)Connection : 12 series×4 parallel(two for dummy)Capacity : 3.84 kW
Area⑤ (Rooftop of elev aterroom)Ten (10) PV modules for test areinstalled on the rooftop ofelevater room.Kind and q'ty of PV module areas follows.Single crystal : 1Poly crystal : 2Amorphous : 7
Capacity of PV modules : 15.3kW
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
�������������
���������������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
������������
��������������
���������������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
������������
��������������
���������������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
�������������
������������
��������������
���������������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
������������
�������������
��������������
������
�����������������
��������������������
��������������������
��������������������
��������������������
�����������������
Area③Kind of PV : hybrid / HITQ'ty : 24 (6×4)Connection : 4 series×6 parallelCapacity : 4.56kW
: Py ranometer (f or irradiance) Q'ty : 2
: Spectral irradiance meter Q'ty : 1
: Thermometer Q'ty : 1
: Anemometer Q'ty : 1
: Rain gauge Q'ty : 1
�������������
�������������
�������������FES
�������������
�������������
�������������FES
Plan View of Rooftop 39
TEI Site: Connection Diagram
Powerconditioner
2.5kW(1φ)
Pyranometer(total irradiance)
WHM
Poletransformer
High voltage transmission line(22kV)
Low voltage distribution line(400V)
MCCB for 5th floor
Switchboard LP5at 5th floor
J-box1
J-box2
PV
PV
J-box3
Warehouse at 5th floor
Switchboardat ground floor
Powerconditioner
4.2kW(1φ)
a-Si PV2.42kW(Kaneka)
p-Si PV4.51kW(Sharp)
HIT PV4.56kW(Sanyo)
TC(1) TC(1) TC(1)
Computer room at 2nd floor
J-box4
c-Si PV3.84kW(Shell)
TC(1)
Powerconditioner
4.2kW(1φ)
Powerconditioner
4.2kW(1φ)
Rain gauge
Thermometer(ambient temperature)
PT100Ω
Anemometer(wind speed)
(wind direction)
LCD
SpectralPyranometer
PV
PV
PV
PV
PV
PV
TD
MCCB
MCCB 3Φ3W
MCCB
MCCB
Area (2) Area (1) Area (3) Area (4)
PC 1PC 2 PC 3 PC 4
MCB-PV
~ ~ ~ ~
TC(1)
PV
PV
PV
PV
PV
PV
TC(1)
TC(1)
TC(1)
TC(1)
TC(1)
Elevater room at rooftopa-Si PV(Kaneka)
a-Si PV(MHI)
a-Si PV(FES)
c-Si PV(Shell)
p-Si PV(Kyocera)
p-Si PV(Sharp)
PV module for I-V measurement
Pyranometer(total irradiance)
PVmodule
switchingbox
TCswitching
box
I-Vcurvetracer
Junction box for PV
TD
ConverterPersonalcomputer
(No.1)
LCD
Personalcomputer
(No.2)
TEI Building
[I]
[J]
[K]
[L]
40
TEI Site: Measurement items
Group No. Items Number ofmeasurement
1 Total irradiance 12 Ambient temperature 13 Wind speed 14 Wind direction 15 Amount of Rain fall 16 PV temperature 4
Spectrum data[J]
8 PV DC current 49 PV DC voltage 410 PV DC power 411 AC current 412 AC voltage 413 AC active power 414 Frequency 415 Daily AC output energy (kWh) 416 I-V curve 617 PV temperature 618 Total irradiance 1
sum 55
Spectral irradiance 1
EnvironmentalData
[I]
Powerconditioner data
[K]
IV performacendata[L]
7
41
Introduction of collected dataat TEI site
42
TEI data : Daily irradiation43
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
��������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
���������������
Irradiation (south, tilt angle : 10deg)
0
1
2
3
4
5
6
Nov-05 Dec-05 Jan-06 Feb-06 Mar-06 Apr-06 May-06 Jun-06Month
Mon
thly
ave
rage
dai
ly ir
radi
atio
n (k
Wh/
m2/
d)
Mearured daily irradiation at TEI
���������� Average of global daily irradiation
Average irradiation from October 23 to June 16 : 4.71 kWh/m2/day
TEI data : Ambient temperature44
Ambient temperature @TEI (data from Nov.24, 05 to Jun.30, 06)
0
5
10
15
20
25
30
35
Nov. 2005 Dec. 2005 Jan. 2006 Feb. 2006 Mar. 2006 Apr. 2006 May 2006 Jun. 2006Date
Aver
age
ambi
ent t
empe
ratu
re (d
eg.C
)
TEI data : Wind speed45
Wind speed @TEI (data from Nov.24, 05 to Jun.30, 06)
0
2
4
6
8
10
12
Nov. 2005 Dec. 2005 Jan. 2006 Feb. 2006 Mar. 2006 Apr. 2006 May 2006 Jun. 2006Date
Win
d sp
eed
(m/s
)
Average wind speedMaximum wind speed
Average : 1.5m/sMaximum : 10.5m/s
TEI data [PV array]AC output energy
46
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
AC output energy per day of PV arrays @TEI (data from Nov.24, 05 to Jun.30, 06)
0
10
20
30
40
50
60
70
Nov. 2005 Dec. 2005 Jan. 2006 Feb. 2006 Mar. 2006 Apr. 2006 May 2006 Jun. 2006
Date
Dai
ly a
vera
ge o
utpu
t ene
rgy
(kW
h/d)
**
0
1
2
3
4
5
6
7
Dai
ly a
vera
ge ir
radi
atio
n (k
Wh/
m2 /d
)
�������������
SUMSharpKanekaSanyoShellIrradiation
TEI data [PV array] Generation efficiency
47
Generation efficiecy of PV arrays @TEI (data from Nov.24, 05 to Jun.16, 06)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2005/11/1 2005/12/1 2005/12/31 2006/1/30 2006/3/1 2006/3/31 2006/4/30 2006/5/30 2006/6/29
Date
Gen
erat
ion
effic
iecy
(%)*
*
SharpKanekaSanyoShell
Sanyo : 12.1%
Sharp : 9.6%
Shell: 7.1%
Kaneka : 5.1%
Average
Generation efficiency =Daily output energy (kWh/d)
Daily irradiation (kWh/m2/d) × Area of PV module (m2)
Trouble of measurement system
TEI data [PV array] Normalized generation efficiency
48
Normalized generation efficiecy of PV arrays @TEI (data from Nov.24, 05 to Jun.16, 06)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
2005/11/1 2005/12/1 2005/12/31 2006/1/30 2006/3/1 2006/3/31 2006/4/30 2006/5/30 2006/6/29
Date
Nor
mal
ized
gen
erat
ion
effic
iecy
(pu)
**
SharpKanekaSanyoShell
Sanyo : 0.75
Sharp : 0.76
Shell : 0.56
Kaneka : 0.82
Average
Normalized generation efficiency =Generation efficiency
Conversion efficiency under standard test condition
Trouble of measurement system
TEI data [PV module] Generation efficiency
49
Daily generatiion efficiency at TEI site
0
2
4
6
8
10
12
14
Oct-05 Nov-05 Dec-05 Jan-06 Feb-06 Mar-06 Apr-06 May-06 Jun-06Date
Gen
erat
ion
effic
ienc
y (%
)
Generation efficiency =Daily output energy (kWh/d)
Daily irradiation (kWh/m2/d) × Area of PV module (m2)
Kyocera
Sharp
Shell
Kaneka
MHI
Abnormal condition(Obstacles on PV panels)
TEI data [PV module] Normalized generation efficiency
50
Normalized efficiency at TEI site
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Oct-05 Nov-05 Dec-05 Jan-06 Feb-06 Mar-06 Apr-06 May-06 Jun-06Date
Nor
mal
ized
effi
cien
cy
SHELL
SHARP
KYOCERA
MHI
KANEKA
Normalized efficiency =Generation efficiency
Conversion efficiency under standard test condition
Abnormal condition(Obstacles on PV panels)
Introduction of collected dataat Cho Heng site
51
Cho Heng data : AC output energy52
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
�������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
������������������������������
470.9343.8570.9379.9324.2425.3 535.3415.2
117.5
111.8
129.8121.0
103.5
110.0 112.3
81.9
0
100
200
300
400
500
600
700
Nov.05 Dec.05 Jan.06 Feb.06 Mar.06 Apr.06 May.06 Jun.06Date
Dai
ly P
V ou
tput
ene
rgy
(kW
h/d)
0
20
40
60
80
100
120
140
Peak
PV
outp
ut p
ower
(kW
)
Daily PV output energyPeak PV output power
Nominal capacity : 140kW
Explanation of the demonstrative research
53
Large capacity of PV systems is expected to Large capacity of PV systems is expected to be installed in Thailand in the near futurebe installed in Thailand in the near future
Thailand has good condition of irradiation all over the country. This is the reason why Thailand is much more suitable country for PV system.
Promotion of renewable energy as environmentally friendly energy source
Clustered PV Condition
Yearly average of daily irradiation in Thailand
54
Three subjects for the demonstrative researchThree subjects for the demonstrative research
1. 1. Possibility of islanding prevention Possibility of islanding prevention malfunction could be increasing malfunction could be increasing in clustered PV system.in clustered PV system.
2. Over voltage due to reverse power2. Over voltage due to reverse powerflow by a large number of PV could flow by a large number of PV could limit PV output. limit PV output.
3. The most optimum combination of 3. The most optimum combination of amorphous silicon PV and crystalline amorphous silicon PV and crystalline silicon PV can improve the system silicon PV can improve the system performance.performance.
Solution to technical problems under clustered PV
condition
Maximum utilization of better condition for PV
performance
55
(1) A-Si and c-Si PV account for about 90% of annual production in the world.
(2) A-Si PV is expected to be installed much more in the near future.
Why to compare a-Si and c-Si?
Annual production of PV in the world (2005)Source : RTS corporation, PV News
Focus on a-Si and c-Si only
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������
The other11.8%
Amorphous silicon(including hybrid)
4.2%
Poly-crystallinesilicon56.3%
Mono-crystallinesilicon27.7%
56
Establishment of the method to optimize PV combination between Establishment of the method to optimize PV combination between aa--SiSi and and cc--Si Si according to geographic and meteorological conditionaccording to geographic and meteorological condition
Purpose of the subject
Conclusion=The best combination
A-Si PV : ○kWC-Si PV : △kW
General informationLatitudeLongitudeAmbient temperatureIrradiationInstalled conditionof PV panels
Analysis
Final destination is to make Final destination is to make ““Design PrinciplesDesign Principles”” for combined for combined system of system of aa--SiSi and and cc--Si Si PV at any place in the world.PV at any place in the world.
57
Amorphous & Crystal / Theory (1)
● Crystalline silicon Symmetrically arranged in good order
● Amorphous silicon Not symmetrically arranged
( same as glass )Symmetrically arranged in short range,
but not in long range.
Crystalline Structure
Si Bond
Dangling bond
BondSi
Crystalline silicon
Amorphous silicon
58
Amorphous & Crystal / Theory (2)
1. Absorption coefficient : a-Si > c-SiA-Si solar cell can be made as thin film (=10-6 m) compared with c-Si (=200~300×10-6 m)
2. Many defect inside solar cellLow conductivity
Low efficiency (a-Si : 8~10%, c-Si : 12~15%)
3. Photo degradation
Heat recovery (Annealing effect)
4. Spectral responseSpectral response of a-Si is
near human visible region.
Feature of amorphous silicon solar cell compared with crystal
A-Si is thin film.
A-Si is low efficiency.
A-Si has initial degradation.
Spectral response is different.
59
Amorphous & Crystal / Comparison
Crystalline Silicon Amorphous Silicon
High Low(13~15%) (8~10%)
Small Large(6.6~7.7m2/kW) (10.0~12.5m2/kW)
Long Short(about 2.2years) (about 1.6years)
Small Big(-0.4%/℃) (-0.2%/℃)
Long wavelength Short wavelength(400~1200nm) (300~800nm)
Yes
Yes
Range of Spectral Response
Light Degradation of Efficiency
Recover of efficiency byAnnealing Effect
No
No
Conversion Efficiency
Necessary Area(PV surface area)
Energy Payback Time
Temperature Coefficient
60
Amorphous & CrystalOutdoor performance in Japan
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Sep
Oct
Nov
Dec Jan
Feb
Mar Ap
r
May Jun
Jul
Aug
Sep
Oct
Nov
Dec
Month
Nor
mal
ized
Effi
cien
cy
Amorphous Silicon PVCrystalline silicon PV
HOT SEASONCOLD SEASON
c-Si>a-Si c-Si<a-Si
Normalized Efficiency =Efficiency under outdoor condition
Nominal EfficiencyIn JAPAN
61
Amorphous & Crystal temperature coefficient
Comparison of dependence on cell temperature between amorphous siliconPV and mono-crystalline silicon PV (for reference)
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
1.1
10 20 30 40 50 60Cell temperature (deg.C)
Nor
mal
ized
Effi
cien
cy
Amorphous Silicon PV
Mono-crystalline Silicon PV
Normalized Efficiency =Efficiency under outdoor condition
Nominal Efficiency
62
Comparison of Spectral response63
Spectral irradiance of standard sunlight and Spectral response of 2 kinds of PV (a-Si, c-Si)
0
200
400
600
800
1,000
1,200
1,400
1,600
1,800
0 500 1000 1500 2000 2500 3000Wavelength (nm)
Spec
tral i
rradi
ance
(W・ m
-2・ µ
m-1)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Rel
ativ
e re
spon
se
Spectral irradiance of standard sunlight
Spectral response of c-Si PV
Spectral response of a-Si PV
Light degradation and Recovery by annealing (1)
Time
Efficiency
InitialDegradation Stability
Model of PV performance during light irradiation test
Anneling
Recovering
Start testing
A
B
C
Annealing
64
Dark condition
Way of calculation (1)
Reference : Sophisticated Verification Method (SV method)
65
Irradiation(kWh/m2)[ HA*A ]
Output Energy(kWh)[ EP ]KHS Kpdrn
KPE KPS
Loss
Loss
Loss
ηPS
Performance parameter
KPT KPM
KPDRS
KC
Loss by shadowLoss by incident-angle-dependanceLoss by DC circuitLoss by dirt on the surface of PVLoss by temperature riseLoss by mismatch of Pmax trackingCoefficient of spectral responseLoss by AC circuit
KHS : Kpdrn : KPE : KPS : KPT : KPM : KPDRS : KC :
Way of calculation (2)
Output energy of PV : EP
EP=K×HA×A×ηPS
=K×HA×PPS
66
HA : Irradiation [kWh/m2]
A : Area of PV array [m2]
ηPS
: Conversion efficiency under standard test condition
PPS : Nominal output power of PV array [kW]
K : System performance ratio
K = KHS×Kpdrn×KPE×KPS×KPT×KPM×KPDRS×KC
Conclusion of the demonstrative research
67
Summary of Adjustment Coefficients in a-Si68
Kpt K PDRS Kpdrn Kc KpmNov-05 0.989 1.028 0.963 0.881 0.960Dec-05 0.991 1.023 0.954 0.878 0.960Jan-06 0.989 1.023 0.950 0.882 0.970Feb-06 0.989 1.029 0.957 0.877 0.960Mar-06 0.988 1.029 0.968 0.877 0.930Apr-06 0.986 1.034 0.976 0.878 0.956
May-06 0.988 1.034 0.978 0.874 0.956Average 0.989 1.029 0.964 0.878 0.956
K 0.823
a-SiDate
Total system Output Coefficient =0.823
Summary of Adjustment Coefficients in poly-Si69
Kpt K PDRS Kpdrn Kc KpmNov-05 0.897 0.995 0.963 0.886 0.990Dec-05 0.913 0.997 0.954 0.884 1.020Jan-06 0.890 0.996 0.950 0.886 1.010Feb-06 0.889 0.992 0.957 0.881 1.010Mar-06 0.893 0.991 0.968 0.882 0.960Apr-06 0.883 0.989 0.976 0.880 1.020
May-06 0.900 0.989 0.978 0.877 1.040Average 0.895 0.993 0.964 0.882 1.007
K 0.761
Datepoly-Si
Total system Output Coefficient =0.761
Summary70
Analysis of PV system(a-Si,poly-Si) using measurement results(Nov.05 to May 06) related to PV and weather
1. WeatherMaximum module temperature in each month is more than 60 deg.C during this period
It will be more than 60 deg.C through a year.
2. Total Adjustment Coefficient (calculation)a-Si:0.823 poly-Si: 0.761
It is expected that output energy per rated capacity of a-Si system is about 8% larger than that of poly-Si system
3. Practical System Output Coefficienta-Si:0.805 poly-Si: 0.753
Calculated coefficient is almost correspondence with practical coefficient