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携帯電話機への搭載が始まった太陽電池モジュール。しかし,この用途では,人体や建物などでできる「部分日陰」によって発電量が大幅に減る,もしくはゼロになるという課題を抱えている。理由は,単セルの太陽電池が出力する+0.4Vの電圧では電子機器を直接駆動できないため,複数のセルを直列接続して使っている点にある。NTTはこの課題を克服すべく,+0.4Vと低い電圧から動作する昇圧型DC-DCコンバータとその昇圧制御ICを開発した。(本誌)

国内メーカーの太陽電池出荷量

松本 聡
NTT 環境エネルギー研究所

 太陽電池市場が急速に拡大している。日本における太陽電池の総出荷量は1998年には5万4000kWにすぎなかったが,10年後の2008年には 112万521kWと約20倍に増加した。この市場を牽引しているのは電力用途である。一般住宅の屋根に設置する太陽光発電システムや,メガソーラーなどの大規模太陽光発電システムなどの市場だ。2008年の国内向け太陽電池の出荷量は23万6787kW。このうちの実に99.5%に当たる23 万5671kWが電力用である。家電機器や電卓などに向けた民生用は0.5%の1116kWにすぎない。

 しかし最近になって,民生用も市場拡大の兆しを見せ始めている。例えば,交通標識や公園のLED照明などの電源として太陽電池が採用されるようになった。そして2009年6月には,ついに携帯電話機への搭載が現実のものとなった。今後は電力用だけでなく,民生用の需要拡大が大いに期待される。

部分日陰が大きな課題に

 電力容量の観点で太陽光発電システムを分類すると,以下の三つに分けられる(表1)。第1に,電力容量が1M~1GW(1000k~100万kW)と大きい大容量システム。メガソーラーなどの大規模発電システムがこれに相当する。第2に,住宅や工場,公共施設などの屋根に設置する電力容量がkW程度の中容量システムである。第3に,電力容量が数百m~10数Wと小さい小容量システム。例えば,小型無線基地局やLED照明機器,携帯電話機などに向けたもので,将来的にはセンサ・ノードや遠隔監視システムへの適用も視野に入ってくるだろう。

 フィードバックにD-A変換器を用いているが,そのリニアリティの改善とSFDR(spurious free dynamic range)の向上を目的として,シャッフリングという技術を使う。シャッフリングとは,D-A変換器やA-D変換器の直線性に関する誤差の影響が特定のコードに集中しないように,コードをランダムにシフト(シャッフリング)し,後に補正して誤差の影響を分散させるものだ。これは,一般的なΔΣ型A-D変換器と同一である。

『日経エレクトロニクス』2009年9月7日号より一部掲載

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