JP7711277B2

JP7711277B2 - 太陽光発電アセンブリ制御装置

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Publication number: JP7711277B2
Application number: JP2024111433A
Authority: JP
Inventors: 小俊 ▲タイ▼; 翊馳章; 慧明蔡; 陽林; ▲リアン▼ 周; 友華黄
Original assignee: Suzhou Ukt New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Ukt New Energy Technology Co Ltd
Priority date: 2023-08-31
Filing date: 2024-07-11
Publication date: 2025-07-22
Anticipated expiration: 2044-07-11
Also published as: US20250079849A1; EP4518078A1; US12456871B2; CN119543267A; JP2025036129A

Description

本出願は、太陽光発電の技術分野、特に太陽光発電アセンブリ制御装置に関する。

太陽光発電技術は、現在広く使われているクリーンエネルギー技術の１つである。太陽光発電インバータ連系電力システムは、太陽光発電アレイ及びインバータシステムからなる。太陽光発電アレイは、複数の太陽光発電アセンブリを直列接続して構成され、太陽光発電システムに十分かつ安定した電気エネルギーを提供する。太陽光発電アセンブリは、パッケージングを有する、直流電力出力を単独で提供できる、分割不能な最小の太陽光発電電池組み合わせ装置であり、太陽電池アセンブリ又は太陽電池パネルとも呼ばれる。太陽光発電アセンブリは、複数の電池シートユニット及びその並列接続逆方向保護ダイオードからなる。急速制装置は、太陽光発電システムでよく使用される保護機構である。

従来の制御装置は、直列接続型制御装置であり、即ち太陽光発電アセンブリの電圧出力回路には直列接続されるスイッチトランジスタが存在し、太陽光発電システムが正常に発電した場合、直列接続されるスイッチトランジスタは、常に導通している状態にあり、アセンブリの直列接続導通及び太陽光発電システムの正常な動作を確保する。システムに安全問題が存在したり、安全故障が発生したりした場合、直列接続されるスイッチトランジスタが遮断され、直列接続太陽光発電アレイが遮断され、アレイのいずれかのインターフェースでの電圧が安全規定しきい値を満たし、インバータシステムの安全を保護する。

上記直列接続型制御装置には大きな欠陥があり、直列接続されるスイッチトランジスタがノーマリオフ状態にある時、大量のスイッチトランジスタの導通エネルギー消費が発生し、発電効率が低下する。

これに鑑み、本出願の実施例は、背景技術にある少なくとも１つの問題を解決するために太陽光発電アセンブリ制御装置を提供する。

第１態様によれば、本出願の一実施例は、太陽光発電アセンブリ制御装置であって、少なくとも１つのバイパスモジュール、駆動回路、電源モジュール及びコントローラを含み、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリに並列接続されるために用いられ、前記電源モジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリ及び前記少なくとも１つのバイパスモジュールに接続されるために用いられ、
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、前記コントローラの制御下で前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリをバイパスするために用いられ、
前記駆動回路は、前記コントローラの制御下で前記少なくとも１つのバイパスモジュールを動作駆動するために用いられ、
前記電源モジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリが正常に動作する場合に、及び前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスされる場合に、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリから電気エネルギーを取得し、かつ前記電気エネルギーを前記コントローラに出力するために用いられ、
前記コントローラは、前記駆動回路及び前記少なくとも１つのバイパスモジュールの導通状態を制御して、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスモードにあるか否かを制御するために用いられる、太陽光発電アセンブリ制御装置を提供する。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、パワースイッチ部材を含み、前記パワースイッチ部材の入力端及び出力端は、それぞれ前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリの正極及び負極に接続され、前記パワースイッチ部材の制御端は、前記駆動回路の駆動信号を受信するために用いられる。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、逆方向電流が前記パワースイッチ部材を損傷するのを防止するために、前記パワースイッチ部材に直列接続される逆方向電流保護ユニットをさらに含む。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、前記パワースイッチ部材が動作状態にある場合に、前記少なくとも１つのバイパスモジュールの入力端と出力端との間の電圧降下を所定の値に調節するための電圧降下調節ユニットをさらに含む。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、前記パワースイッチ部材に直列接続される少なくとも１つのダイオードをさらに含む。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記電源モジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリが正常に動作する場合に、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を第２動作電圧に変換するための降圧回路を含む。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記電源モジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスされる場合に、前記少なくとも１つのバイパスモジュールの入力端と出力端との間の電圧を第１動作電圧に変換するための昇圧回路を含む。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記電源モジュールは、前記第２動作電圧と参考電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記昇圧回路と前記少なくとも１つのバイパスモジュールとを導通するか否かを制御するための切り替え回路を含む。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記切り替え回路は、コンパレータ及び少なくとも１つのスイッチトランジスタを含み、前記コンパレータの第１信号入力端は、前記降圧回路により出力された第２動作電圧を受信するために用いられ、前記コンパレータの第２信号入力端は、参考信号を受信するために用いられ、前記少なくとも１つのスイッチトランジスタの入力端及び出力端は、前記昇圧回路と前記バイパスモジュールに接続され、前記少なくとも１つのスイッチトランジスタの制御端は、前記コンパレータの信号出力端に接続される。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、２つ以上の互いに直列接続されるバイパスモジュールを含み、前記２つ以上の互いに直列接続されるバイパスモジュールは、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリに並列接続されるために用いられる。

本出願の第１態様を併せて、１つの選択的な実施形態では、前記コントローラは、通信モジュール、電圧検出回路及び／又は温度検出回路をさらに含み、
前記通信モジュールは、制御信号を受信し、前記制御信号を前記コントローラに伝送するために用いられ、
前記電圧検出回路は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を取得するために用いられ、
前記温度検出回路は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリの温度を取得するために用いられる。

本出願の実施例による太陽光発電アセンブリ制御装置は、バイパスモジュールと太陽光発電アセンブリとを直接並列接続することにより、太陽光発電アセンブリが正常な動作電圧又は動作パワーを出力する必要がない場合に、それをバイパスモードにし、太陽光発電アセンブリとバイパスモジュールとの間にいかなるスイッチ部材を直列接続する必要がなく、したがって従来の直列接続型遮断器における直列接続式スイッチトランジスタが常に導通していることによるエネルギー消費を完全に回避し、制御装置の消費電力を大幅に低減させ、太陽光発電マトリクスの出力パワーを高める。また、直列接続型遮断器における直列接続されるスイッチトランジスタが最初に遮断される時に受ける電圧応力問題を解決し、安全性能を高める。直列接続式スイッチトランジスタを除去した後、制御装置の回路構造を簡略化し、複雑なオフ論理及びタイミング制御要求を回避し、制御装置の信頼性を高め、コストを低減させる。バイパスモジュールと太陽光発電アセンブリとを直接並列接続することにより、ストリングシステムの正常な動作に影響を与えることなく、故障したアセンブリを単独に除去することができ、単一アセンブリのオフを実現する。

本出願の追加する態様及び利点は、部分的に以下の説明において与えられ、部分的に以下の説明から明らかになるか、又は本出願の実践を通じて理解される。

ここで説明する図面は、本願のさらなる理解を提供するためのものであり、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例及びその説明は、本願を解釈するためのものであり、本願に対する不当な限定を構成するものではない。図面において、
関連技術における直列接続型太陽光発電遮断器の概略図である。本出願の一実施例による太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図のその１である。直列接続型太陽光発電遮断器を使用して太陽光発電アセンブリをオフにする概略図である。本出願の実施例の太陽光発電アセンブリ制御装置を使用して太陽光発電アセンブリのうちの単一アセンブリをバイパスする概略図である。本出願の実施例の太陽光発電アセンブリ制御装置を使用して太陽光発電アセンブリのうちのすべてのアセンブリをバイパスする概略図である。本出願の一実施例による太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図のその２である。本出願の一実施例による太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図のその３である。本出願の一実施例による太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図のその４である。本出願の一実施例によるバイパスモジュール概略図のその１である。本出願の一実施例によるバイパスモジュール及び駆動回路の概略図である。本出願の一実施例による太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図のその６である。本出願の一実施例による降圧回路の概略図である。本出願の一実施例による昇圧回路及び切り替え回路の概略図である。本出願の一実施例による電圧調節器である。本出願の一実施例による単一制御型太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図である。本出願の一実施例による複数制御型太陽光発電アセンブリ制御装置の概略図である。

本出願の技術案と有益な効果をより明確にわかりやすくするために、以下に具体的な実施例を列挙することによって、本出願の実施例の技術案を明確で完全に説明する。明らかに、説明された実施例は本出願の一部の実施例にすぎず、すべての実施例ではない。本出願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を行うことなく取得した他のすべての実施例は、本出願の保護範囲に属する。

特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本出願の技術分野に属する当業者が一般に理解するものと同じ意味である。本出願の明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本出願を限定することを目的とするものではない。

理解できるように、本明細書で使用される用語「第１」、「第２」などは、様々な要素を記述するために本明細書で使用することができるが、これらの要素はこれらの用語に限定されない。これらの用語は、第１要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、本出願の範囲を逸脱しない場合、第１抵抗を第２抵抗と呼ぶことができ、同様に、第２抵抗を第１抵抗と呼ぶことができる。第１抵抗と第２抵抗の両方は抵抗であるが、同じ抵抗ではない。「第１」を記述する場合、必ずしも「第２」が存在するとは限らない。「第２」について議論する場合、本出願には必ず第１要素、部品、領域、層又は部分が存在することを示すものではない。本明細書で使用する場合、単数形の「１」、「１つ」、及び「前記／これ」は、コンテキストが他の方法を明示的に示さない限り、複数形を含むことを意図することもある。「複数」の意味は、特に特定の限定がない限り、２つ以上である。「含む」という用語は、本明細書で使用される場合、特徴の存在を決定するが、１つ又は複数の他の特徴の存在又は追加を排除しないことも理解されるべきである。本明細書で使用する場合、用語「及び／又は」には、列挙された項目に関連する任意及びすべての組合せが含まれる。

理解できるように、本出願コンテキストにおける「接続」とは、接続される端と接続される端との間に互いに電気信号又はデータの伝達があることを意味し、「電気的接続」、「通信的接続」などと理解できることが理解される。本出願コンテキストにおける「ＡとＢの直接接続」は、ＡとＢの間に導線以外の他の部品が含まれていないことを意味する。

図１は、太陽光発電制御装置の関連技術を示し、太陽光発電アレイは、ｎ個の互いに直列接続される太陽光発電アセンブリを含み、太陽光発電アレイは、正電圧出力端１及び負電圧出力端２を介して電気エネルギーを出力する。各太陽光発電アセンブリの電圧出力回路にはいずれもスイッチが直列接続され、各太陽光発電アセンブリの電圧出力端にはスイッチが並列接続される。太陽光発電アセンブリ１の電圧出力回路にはスイッチＳ１が直列接続され、太陽光発電アセンブリ１のスイッチが直列接続された電圧出力端には逆方向防止ダイオードＤ１が並列接続され、太陽光発電アセンブリ２の電圧出力端にはスイッチＳ２が直列接続され、太陽光発電アセンブリ２のスイッチＳ２が直列接続された電圧出力端には逆方向防止ダイオードＤ２が並列接続され、太陽光発電アセンブリｎの電圧出力端にはスイッチＳｎが直列接続され、太陽光発電アセンブリ３のスイッチＳｎが直列接続された電圧出力端には逆方向防止ダイオードＤｎが並列接続される。制御回路に給電気エネルギーを提供して、動作を継続させるために、太陽光発電アセンブリ１の電圧出力回路には電源給電回路が接続される。

ある太陽光発電アセンブリに故障発生したり、安全上の危険性があったりすることが検出された場合、該太陽光発電アセンブリに直列接続されるスイッチを遮断し、例えばＳ１を遮断することで、該太陽光発電アセンブリの出力をオフし、他の太陽光発電アセンブリにより出力された電流がＤ１を流れる。

発明者らは、上記直列接続型制御装置に以下の欠陥があることを発見した。第１に、太陽光発電アセンブリが正常に動作している時、直列接続式スイッチトランジスタが常に導通しており、これらの導通しているスイッチトランジスタには大量のエネルギー消費が発生する。第２に、直列接続式制御装置は、オフ論理及びタイミング制御に対する要求が高く、制御システムが複雑で制御装置のコストが高い。第３に、制御装置内におけるスイッチトランジスタが最初に遮断される時に太陽光発電ストリングシステムの高電圧応力を受ける必要があり、過電圧破壊のリスクがある。第４に、太陽光発電アセンブリの上記正常な動作状態とオフされた状態の異なる動作状態で、どのように安定しかつ信頼性のある電源給電回路を提供するかも当分野で解決しようとする重要な問題である。

そのため、本出願の実施例は、少なくとも１つのバイパスモジュール１０、駆動回路２０、電源モジュール４０及びコントローラ３０を含む太陽光発電アセンブリ制御装置を提供する。少なくとも１つのバイパスモジュール１０は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリに並列接続され、及びコントローラ３０の制御下でそれに並列接続される少なくとも１つの太陽光発電アセンブリをバイパスするために用いられる。少なくとも１つの太陽光発電アセンブリは、バイパスされる場合に、バイパスモードにある。少なくとも１つのバイパスモジュールは、１つのバイパスモジュール又は２つ以上のバイパスモジュールであってもよい。少なくとも１つの太陽光発電アセンブリは、１つの太陽光発電アセンブリ又は２つ以上の太陽光発電アセンブリであってもよい。少なくとも１つのバイパスモジュールは、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリに並列接続されるために用いられ、１つのバイパスモジュールは、１つの太陽光発電アセンブリに並列接続されてもよく、又は１つのバイパスモジュールは、２つ以上の太陽光発電アセンブリに並列接続されてもよく、又は２つ以上のバイパスモジュールは、互いに直列接続された後、１つ又は２つ以上の太陽光発電アセンブリに並列接続されてもよい。

図２は、１つのバイパスモジュール１０が１つの太陽光発電アセンブリに並列接続される実施例を示す。太陽光発電アセンブリは、複数の電池シートユニットを含み、各電池シートユニットは、１つのダイオードに逆方向に並列接続される。図２に示すように、Ｄ１、Ｄ２及びＤ３は、太陽光発電アセンブリＰＶの内部の太陽光発電電池シートユニットに逆方向に並列接続されるダイオードであり、アセンブリ電源の一方向チャンネルを形成する。

バイパスモジュール１０は、１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１に並列接続されるために用いられる。即ちバイパスモジュール１０の電圧入力端１０１及び電圧出力端１０２は、それぞれＰＶ１の正極及び負極に接続され、電圧入力端１０１と少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１の正極との間、及び電圧出力端１０２とＰＶ１の負極との間は、いずれもスイッチデバイスを含まない。バイパスモジュール１０の制御端１０３は、駆動回路２０に接続され、駆動回路２０により出力された駆動信号を受信するために用いられる。バイパスモジュール１０は、パワースイッチデバイスを含む。選択的には、パワースイッチデバイスは、リレー、サイリスタ、ＭＯＳＦＥＴ及びＩＧＢＴなどを含む。

電源モジュール４０は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１及び少なくとも１つのバイパスモジュール１０に接続され、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１が正常に動作する場合に、及び少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１がバイパスされる場合に、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１から電気エネルギーを取得し、かつ電気エネルギーをコントローラ３０及び駆動回路２０に出力するために用いられる。電源モジュール４０は、太陽光発電アセンブリの正常な動作及びバイパスモードの２つの動作状態でいずれも電気エネルギーを取得し、コントローラ３０及び駆動回路２０に給電し、動作を継続させることができる。

駆動回路２０は、コントローラ３０の制御信号を受信し、コントローラ３０の制御下で少なくとも１つのバイパスモジュール１０に駆動電圧を出力し、その動作を駆動する。駆動回路２０は、さらに電源モジュール４０から動作電圧を取得する。

コントローラ３０は、少なくとも１つのバイパスモジュール１０の導通状態を制御して、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスモードにあるか否かを制御するために用いられる。少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１をバイパスする必要がある場合、コントローラ３０は、駆動回路２０に制御信号を出力し、駆動回路２０は、さらにバイパスモジュール１０を導通駆動し、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１をバイパスし、それをバイパスモードにし、外部への電気エネルギーの出力を停止させる。少なくとも１つの太陽光発電アセンブリＰＶ１をバイパスする必要がある場合は、電力システムに障害又は安全事故が発生した場合、例えば、太陽光発電アセンブリに直流アークが発生した場合、太陽光発電アセンブリに障害が発生した場合、火災が発生した場合などを含む。

従来の直列接続型遮断器を使用して太陽光発電アセンブリをオフにする時、太陽光発電アセンブリの放電回路は、遮断され、出力する電流がゼロであり、即ち電流を出力しない。バイパスモードにある太陽光発電アセンブリは、依然として動作状態にあり、バイパスモジュール１と放電回路を構成するが、出力する電圧が小さく、その出力電圧は、バイパスモジュールの導通電圧降下に依存する。以下、それぞれ太陽光発電アセンブリのオフ状態とバイパスモードをそれぞれ比較して説明する。図３ａは、従来の直列接続型遮断器を使用して太陽光発電アセンブリをオフにする時の状態概略図であり、太陽光発電アレイにおいて太陽光発電（ＰＶ）アセンブリ２という単一アセンブリに対して遮断保護を行う時、太陽光発電アセンブリの放電回路は、遮断され、太陽光発電アレイにより出力された電流ｉ_ＰＶは、＝０であり、この時、太陽光発電アレイは、動作せず、スイッチＳ_２の受ける直列接続アセンブリの電圧は、ｎＶ_ｓであり、Ｖ_ｓは、太陽光発電アセンブリが遮断される時の出力電圧である。

図３ｂは、本出願の実施例の単一アセンブリがバイパスモードにある概略図であり、図におけるバイパスモジュールは、スイッチと等価である。太陽光発電アレイのある太陽光発電アセンブリにバイパス保護が必要とされる時、例えば太陽光発電（ＰＶ）アセンブリ２という単一アセンブリをバイパス保護し、スイッチＳ_２をオンにし、バイパスモジュールを導通し、この時、バイパススイッチＳ_２における電流ｉ_ｂは、＝ｉ_ｓ－ｉ_ＭＰＰであり、ｉ_ｓは、太陽光発電（ＰＶ）アセンブリ２の短絡電流であり、ｉ_ＭＰＰは、他の直列接続太陽光発電アセンブリの太陽光発電アレイの正常な動作電流（ＭＰＰＴの最大パワー点）である。図３ｃは、本出願の実施例のすべてのアセンブリがバイパスモードにある概略図であり、図におけるバイパスモジュールは、スイッチと等価である。太陽光発電アレイのアセンブリにバイパス保護が必要とされる時、すべてのアセンブリをバイパスした後、スイッチＳ_１～Ｓ_ｎをオンにし、バイパスモジュールを導通し、この時、バイパススイッチにおける電流ｉ_ｂは、＝ｉ_ｓであり、ｉ_ＰＶ＝０であり、ｉ_ＰＶは、太陽光発電アレイの出力電流であり、太陽光発電アレイには電圧及び電流出力がない。

１つの可能な実施形態では、少なくとも１つのバイパスモジュールは、第１バイパスモジュール１０、第２バイパスモジュール２０……第ｎバイパスモジュールｎ１０のｎ個のバイパスモジュールを含み、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリは、第１太陽光発電アセンブリＰＶ１、第２太陽光発電アセンブリＰＶ２……第ｎ太陽光発電アセンブリＰＶｎのｎ個の太陽光発電アセンブリを含み、ｎは、１よりも大きい自然数である。選択的には、各バイパスモジュールは、対応する駆動回路により駆動され、又は異なるバイパスモジュールは、同一の駆動回路により駆動される。少なくとも１つの太陽光発電アセンブリが２つ以上の太陽光発電アセンブリを含む場合に、２つ以上の太陽光発電アセンブリは、直列接続されてもよいし、並列接続されてもよい。

選択的には、各バイパスモジュールは、それぞれ１つの太陽光発電アセンブリに並列接続され、他のアセンブリの正常な動作に影響を与えることなく、故障したアセンブリを単独に除去することができ、単一アセンブリの急速なオフを実現する。図４を参照すると、第１バイパスモジュール１０は、第１太陽光発電アセンブリＰＶ１に並列接続され、第ｎバイパスモジュールｎ１０は、第ｎ太陽光発電アセンブリＰＶｎに並列接続される。第ｎバイパスモジュールｎ１０は、駆動回路ｎ２０により駆動される。コントローラ３０は、複数のバイパスモジュールを導通するか否かを同時に制御し、単一アセンブリの急速なオフを実現することができる。

選択的には、１つのバイパスモジュールは、２つ以上の太陽光発電アセンブリに並列接続され、２つ以上の太陽光発電アセンブリを同時にオフにし、複数のアセンブリの急速なオフを実現することができる。図５ａを参照すると、第１バイパスモジュール１０は、第１太陽光発電アセンブリＰＶ１に並列接続され、第ｎバイパスモジュールｎ１０は、２つ以上の太陽光発電アセンブリに並列接続される。又は、図５ｂに示すように、第１バイパスモジュール１０は、２つ以上の太陽光発電アセンブリに並列接続され、第ｎバイパスモジュールｎ１０も２つ以上の太陽光発電アセンブリに並列接続される。本実施例では、電源モジュール４０は、ある太陽光発電アセンブリから電力を取り出し、コントローラ３０及び他のモジュールに給電する。コントローラ３０は、複数の太陽光発電アセンブリのバイパス保護機構を制御し、コストを低減させることができる。

本出願の実施形態の制御装置は、完全なバイパス型制御装置であり、太陽光発電アセンブリに並列接続されるバイパスモジュールでは、電圧入力端１０１と太陽光発電アセンブリの正極との間、及び電圧出力端１０２と太陽光発電アセンブリの負極との間は、いずれもスイッチデバイスを含まない。

本出願の実施例の太陽光発電アセンブリ制御装置の動作過程は、以下のとおりである。

太陽光発電アセンブリが正常に動作する場合に、コントローラ３０は、少なくとも１つのバイパスモジュールを遮断制御し、太陽光発電アセンブリは、外部へ電気エネルギーを出力する。電源モジュール４０は、太陽光発電アセンブリから電気エネルギーを取得し、コントローラに給電する。

太陽光発電アセンブリをオフにする必要がある時、コントローラ３０は、少なくとも１つのバイパスモジュールを導通制御し、少なくとも１つのバイパスモジュールに並列接続される太陽光発電アセンブリは、バイパスされて短絡保護され、該太陽光発電アセンブリと少なくとも１つのバイパスモジュールは、放電回路を形成し、外部へ電気エネルギーを出力しない。太陽光発電アセンブリは、直列接続導通という安全上の危険性がなく、安全規定しきい値を満たし、太陽光発電システムの電力安全を保障する。電源モジュール４０は、バイパスされた太陽光発電アセンブリから電気エネルギーを取得し、コントローラ３０及び駆動回路２０に給電し続けする。

本出願の実施例は、完全なバイパス型制御装置を使用し、即ちバイパスモジュールと太陽光発電アセンブリとを直接に並列接続することにより、太陽光発電アセンブリとバイパスモジュールとの間にいかなるスイッチ部材を直列接続する必要がなく、したがって直列接続型遮断器における直列接続式スイッチトランジスタが常に導通していることによるエネルギー消費を完全に回避し、消費電力を大幅に低減させ、太陽光発電アレイの出力パワーを高める。直列接続型遮断器における直列接続されるスイッチトランジスタが最初に遮断される時に受ける電圧応力問題を解決し、安全性能を高める。直列接続式スイッチトランジスタを除去した後、制御装置の回路構造を簡略化し、複雑なオフ論理及びタイミング制御要求を回避し、制御装置の信頼性を高め、コストを低減させる。バイパスモジュールと太陽光発電アセンブリとを直接に並列接続することにより、ストリングシステムの正常な動作に影響を与えることなく、故障したアセンブリを単独に除去することができ、単一アセンブリのバイパス保護を実現する。

本出願の実施例の太陽光発電アセンブリのバイパス型急速制御装置は、大きさの異なる太陽光発電アレイに適用することができ、バイパス保護機構は、直列接続される太陽光発電アセンブリ間に導通制限がなく、太陽光発電アレイ発電を最大化することができる。

本出願の実施例による電源モジュールは、太陽光発電アセンブリの正常な動作及びバイパス状態でいずれも太陽光発電アセンブリから直接電力を取り出すことができ、制御装置が給電する信頼性を保障し、制御装置の信頼性及び太陽光発電ストリングシステムの安定性を高め、コストを低減させる。

１つの可能な実施形態では、図６を参照すると、少なくとも１つのバイパスモジュール１０は、パワースイッチ部材１１、逆方向電流保護ユニット１２及び電圧降下調節ユニット１３を含む。パワースイッチ部材１１の入力端及び出力端は、それぞれ太陽光発電アセンブリの正極及び負極に接続され、パワースイッチ部材１１の制御端１０３は、駆動回路２０の駆動信号を受信するために用いられる。駆動回路２０は、コントローラ３０により制御される。パワースイッチ部材１１は、コントローラ３０の制御下で、太陽光発電アセンブリをバイパスする。逆方向電流保護ユニット１２は、逆方向電流がパワースイッチ部材１１を損傷するのを防止するために用いられる。電圧降下調節ユニット１３は、パワースイッチ部材１１が動作状態（導通）にある場合に、位置するバイパスモジュール１０の入力端と出力端との間の電圧降下を所定の値に調節するために用いられる。太陽光発電アセンブリがバイパスされ、バイパスモジュールが動作状態にある場合に、電圧降下調節ユニット１３は、電源モジュール４０に動作電圧を提供し、その正常な動作を確保する。

１つの可能な実施形態では、バイパスモジュール１０は、第１ＭＯＳトランジスタＱ１、及びＱ１に直列接続される少なくとも１つのダイオードを含む。図７は、３つの直列接続ダイオードＤ４、Ｄ５及びＤ６を使用する状況を示す。ＮＭＯＳトランジスタＱ１は、パワースイッチ部材１１である。３つの直列接続ダイオードＤ４、Ｄ５及びＤ６は、逆方向電流保護ユニット１２及び電圧降下調節ユニット１３である。太陽光発電アセンブリの正負出力ポートは、バイパスモジュールに接続される。太陽光発電アセンブリの正極ＰＶ＋端は、３つの直列接続ダイオードＤ４、Ｄ５及びＤ６に接続され、パワースイッチトランジスタＱ１に直列接続され、スイッチトランジスタは、アセンブリポートに接続され、制御可能なバイパス一方向短絡保護回路を構成する。Ｄ４の陽極は、太陽光発電アセンブリの正極ＰＶ＋に接続され、Ｄ４の陰極は、Ｄ５の陽極に接続され、Ｄ５の陰極は、Ｄ６の陽極に接続される。Ｄ６の陰極は、Ｑ１のドレインに接続される。Ｑ１のソースは、太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続される。Ｑ１のゲートは、駆動回路２０の駆動信号出力端に接続される。

図５を例にして、バイパスモジュール１０に並列接続される太陽光発電アセンブリＰＶ１が他の太陽光発電アセンブリに直列接続される時、ＰＶ１がバイパスモジュール１０により短絡されると、他の太陽光発電アセンブリにより出力された電流は、逆方向にバイパスモジュール１０を流れ、Ｑ１のボディダイオードを損傷する。直列接続されダイオードによって、逆方向電流がＭＯＳトランジスタのボディダイオードを流れることによる元の保護ダイオードの故障を防止することができる。また、直列接続されるダイオードは、調節ユニット１３の電圧を降下することができ、バイパスモジュール１０の動作中に、電源モジュール４０に動作電圧を提供し、その正常な動作を確保する。少なくとも１つのダイオードの数は、３つに限定されず、それが受けられる逆方向電流及び電源モジュール４０に必要な動作電圧に基づいて決定することができる。選択的には、少なくとも１つのダイオードによって、バイパスモジュール１０の入力端１０１と出力端１０２との間の電圧降下が０．９Ｖ以上に達することができる。

図７に示す実施例では、パワースイッチ部材１１は、さらに他のパワースイッチデバイス、例えばリレー、ＩＧＢＴなどで代替されてもよい。Ｑ１は、図７に示すＮＭＯＳトランジスタに限定されず、さらにＰＭＯＳトランジスタを使用してもよい。電圧降下調節ユニット１３は、さらに抵抗を使用してもよく、抵抗は、少なくとも１つのダイオード（図示しない）に直列接続される。

図７に示すように、駆動回路２０は、第２ＭＯＳトランジスタＱ２、及び第３トランジスタＱ３を含む。選択的には、Ｑ２は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタ、Ｑ３は、Ｎ型トランジスタである。Ｑ２のソースは、第２電圧入力端Ｖ２に接続される。Ｑ２のゲートとソースとの間には、第１抵抗Ｒ２１が接続される。Ｑ２のゲートは、第２抵抗Ｒ２２を介してＱ３のベースに接続される。Ｒ２１及びＲ２２は、分圧抵抗である。Ｑ２のドレインは、第３抵抗Ｒ２３及び第４抵抗Ｒ２４を介して太陽光発電アセンブリの負極に接続される。Ｑ２のドレインは、第３抵抗Ｒ２３を介してＱ１のゲートに接続される。Ｒ１８は、バイパスモジュール１０の駆動信号入力抵抗である。Ｒ２３は、Ｑ３のベースは、第５抵抗Ｒ２５を介してコントローラ３０の制御信号ＢＹＰＡＳＳ＿ＣＴＬを受信する。Ｑ３のベースとエミッタとの間には、第６抵抗Ｒ２６が接続される。Ｒ２４及びＲ２６は、充放電抵抗である。Ｑ３のエミッタは、接地される。

駆動回路２０は、電源モジュールから第２電圧Ｖ２、例えば５Ｖを取り出し、Ｑ１に導通電圧を提供する。コントローラ３０は、制御信号ＢＹＰＡＳＳ＿ＣＴＬを出力してＱ３の導通又は遮断を制御する。ＢＹＰＡＳＳ＿ＣＴＬが高電位である時、Ｑ３は、導通され、Ｒ２１とＲ２２との間の電位は、５Ｖよりも低く、Ｑ２は、導通され、Ｒ２３とＲ３４は、高電位を生成し、Ｑ１は、導通され、バイパスモジュール１０は、導通される。ＢＹＰＡＳＳ＿ＣＴＬが低電位である時、Ｑ３は、オフになり、Ｒ２１とＲ２２との間の電位が５Ｖに等しい時、Ｑ２は、オフになり、Ｒ２３とＲ２４は、低電位であり、Ｑ１は、オフになり、バイパスモジュールは、遮断される。

図８を参照すると、１つの可能な実施形態では、電源モジュール４０は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリが正常に動作する場合に、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を第２動作電圧に変換するための降圧回路４１と、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスされる場合に、少なくとも１つのバイパスモジュールの入力端と出力端との間の電圧を第１動作電圧に変換するための昇圧回路４２と、第２動作電圧と参考電圧とを比較し、比較結果に基づいて昇圧回路４２と少なくとも１つのバイパスモジュール１０とを導通するか否かを制御するための切り替え回路４３とを含む。選択的には、第１閾値は、コントローラ３０により出力された制御電圧ＢＹＰＡＳＳ＿ＣＴＬである。

図９は、降圧回路４１の１つの可能な実施形態であり、降圧回路４１は、６つのピン４１１～４１６を含む第１集積チップＵ１を含む。ピン４１１は、電圧入力端として太陽光発電アセンブリの正極ＰＶ＋に接続される。ピン４１１は、第１容量Ｃ１を介して太陽光発電アセンブリの負極ＰＶ－に接続される。Ｃ１は、入力電圧安定化容量として、フィルタリングと電圧安定化の役割を果たす。ピン４１１とグランドとの間には、第７抵抗Ｒ４１１及び第８抵抗Ｒ４１２が直列接続される。ピン４１４は、Ｒ４１１とＲ４１２との間に接続される。Ｒ４１１及びＲ４１２は、直列接続される分圧抵抗であり、チップ４１４のポートにイネーブル信号を提供し、チップの動作状態を制御し、チップは、イネーブル信号が高電位である時、動作し、イネーブル信号が低電位である時、動作しない。ピン４１５は、ＰＶ－に接続される。ピン４１２とピン４１３との間には第２容量Ｃ２が直列接続され、ブートストラップ容量として、チップ内のパワースイッチトランジスタの駆動に駆動電圧を提供する。ピン４１３は、Ｕ１電圧出力端であり、出力ポートの電圧を安定化させるために、グランドとの間に第１電圧安定化ダイオードＤＺ１が接続される。ピン４１３は、さらに互いに直列接続される第１インダクタンスＬ１及び第３容量Ｃ３を介して接地される。Ｌ１とＣ３は、ＬＣフィルタリング構造を構成し、高調波をフィフティングし、出力された直流電圧の第２電圧Ｖ２を安定化させる。第２電圧Ｖ２の出力端は、直列接続される第９抵抗Ｒ４１４及び第１０抵抗Ｒ４１３を介して接地される。ピン４１６は、Ｒ４１４とＲ４１３との間に接続され、出力されたＶ２に対して電圧サンプリングを行い、フィードバック信号を形成してチップＵ１に伝送するために用いられる。

降圧回路４１により出力された電圧Ｖ２を安定化させるために、第２電圧Ｖ２の出力端は、第８ダイオードＤ８に接続され、一方向充電型クランプ電圧安定化回路を形成し、安定した第１電圧Ｖ１を得る。Ｖ１は、直列接続される第１１抵抗Ｒ４１５と発光ダイオードＤ９により一方向放電回路を構成し、出力電源の過電圧を防止する。Ｄ９は、発光し、Ｖ１は、一定の電気エネルギーを有する。Ｖ１とグランドとの間には、フィルタリングし、第１電圧Ｖ１を安定化させるために、さらに第４容量Ｃ４が接続される。

図１０は、昇圧回路４２の１つの可能な実施形態を示す。昇圧回路４２は、６つのピン４２１～４２６を含む第２集積チップＵ２を含む。ピン４２３は、Ｕ２の電圧入力端である。ピン４２１は、第２インダクタンスを介してピン４２３に接続される。Ｌ２は、昇圧インダクタンスであり、電気エネルギーを貯蔵し、電圧を上げるために用いられる。ピン４２３は、さらに並列接続される第２電圧安定化ダイオードＤＺ２と第５容量Ｃ５を介して接地される。Ｃ５は、電圧安定化容量である。ピン４２４は、Ｕ２イネーブル端であり、第１２抵抗Ｒ４２１を介して電圧入力端ピン４２３に接続される。Ｒ４２１は、イネーブル入力抵抗であり、イネーブル信号の入力大きさを制御する。ピン４２５は、接地される。ピン４２２は、電圧出力端であり、第６容量Ｃ６を介して接地される。Ｃ６は、干渉波形をフィフティングし、直流出力を安定化させるために用いられる。ピン４２２は、さらに直列接続される第１４抵抗Ｒ４２３と第１３抵抗Ｒ４２２を介して接地される。ピン４２６は、Ｒ４２３とＲ４２２との間に接続され、出力電圧をサンプリングし、フィードバック信号を形成してチップＵ２に伝送するために用いられる。昇圧回路４２により出力された第１電圧Ｖ１を安定化させるために、Ｕ２の電圧出力ピン４２２は、第１０ダイオードＤ１０に接続され、安定した第１電圧Ｖ１を得る。

１つの可能な実施形態では、切り替え回路４３は、コンパレータ及び少なくとも１つのスイッチトランジスタを含む。コンパレータの第１信号入力端は、前記降圧回路により出力された第２動作電圧を受信するために用いられ、コンパレータの第２信号入力端は、参考信号を受信するために用いられる。少なくとも１つのスイッチトランジスタの入力端及び出力端は、昇圧回路とバイパスモジュールに接続される。少なくとも１つのスイッチトランジスタの制御端は、コンパレータの信号出力端に接続される。少なくとも１つのスイッチトランジスタは、コンパレータの出力信号に基づいて昇圧回路とバイパスモジュールを導通制御する。バイパスモジュールは、太陽光発電アセンブリに並列接続されるため、昇圧回路とバイパスモジュールが導通されると、太陽光発電アセンブリが導通される。図８及び図１０を参照すると、切り替え回路４３は、コンパレータＵ３及び第４トランジスタＱ４を含む。Ｕ３の第１信号入力端は、降圧回路Ｕ１により出力された第２動作電圧Ｖ２を受信するために用いられる。Ｕ３の第２信号入力端は、参考電圧信号を受信するために用いられる。選択的には、参考電圧信号は、コントローラ３０により出力された制御信号ＢＹＰＡＳＳ＿ＣＴＬである。第４トランジスタＱ４は、昇圧回路４２とバイパスモジュール１０に接続される。コンパレータＵ３の信号出力端は、Ｑ４を導通するか否かを制御して、昇圧回路４２とバイパスモジュール１０を導通するか否かを制御するために用いられる。図１０におけるＱ４のエミッタは、太陽光発電アセンブリの正極ＰＶ＋に接続され、ＰＶ＋とバイパスモジュール１０の入力端１０１とは、同電位であり、したがってＱ４のエミッタは、同時にバイパスモジュール１０に接続される。

切り替え回路４３は、第５トランジスタＱ５をさらに含む。Ｕ３は、定電流コンパレータを使用する。Ｕ３の反転入力端は、第１５抵抗Ｒ４３１を介して第２電圧Ｖ２に接続される。Ｒ４３１は、入力抵抗であり、入力電流の参考を制御する。Ｕ３の出力端は、第１６抵抗Ｒ４３３を介してＱ５のベースに接続される。Ｕ３の出力端は、直列接続される第１６抵抗Ｒ４３３と第１７抵抗Ｒ４３４を介して接地される。Ｒ４３４は、充放電抵抗であり、トランジスタＱ５のベースとエミッタとの間に直列接続される。太陽光発電アセンブリの正極とＱ５集電用電極との間には互いに直列接続される第１８抵抗Ｒ４３２及び第１９抵抗Ｒ４３５が接続される。Ｒ４３２及びＲ４３５は、分圧抵抗である。Ｒ４３２は、Ｑ４の集電用電極とベースとの間に接続される。Ｒ４３５は、Ｑ４のベースとＱ５の集電用電極との間に接続される。選択的には、Ｑ４は、Ｐチャネルトランジスタ、Ｑ５は、Ｎチャネルトランジスタである。Ｑ４の集電用電極は、切り替え回路４３の電圧出力端として、Ｕ２の電圧入力端４２３に接続される。

電源モジュール４０の動作原理は、以下のとおりである。電源モジュールは、太陽光発電アセンブリの正常な動作及びバイパス導通の２つの電力取り出し状態に分けられる。バイパスモジュールが遮断される時、太陽光発電アセンブリは、正常に動作し、外部へ電気エネルギーを出力する。出力電圧は、例えば１７～６０Ｖである。この時、降圧回路４１は、動作し、太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を低下させ、第２電圧Ｖ２に変換する。内部をさらに降圧し、第１電圧Ｖ１を出力することにより、コントローラ３０に安定して給電する。バイパスモジュール１０は、導通される時、逆方向電流保護ユニット１２により一方向導通バイパスを形成し、電圧降下調節ユニットにより所定の電圧降下を形成し、昇圧回路の正常な動作を確保する。この時、昇圧回路４２は、バイパスモジュール１０の入力端及び出力端の電圧を第１電圧Ｖ１に変換し、コントローラ３０に安定して給電する。昇圧回路４３の入力が許容範囲を超えるのを防止するために、降圧昇圧切り替え回路４３は、降圧回路により出力された電圧が許容範囲に達しているか否かを比較する。降圧回路により出力された電圧が許容範囲に達し、例えば３．３Ｖよりも小さくなる時、昇圧回路４２とバイパスモジュール４１を導通する。バイパスモジュール４１は、太陽光発電アセンブリをバイパスするため、太陽光発電アセンブリにより出力された電圧は、バイパスモジュール４１の入力端と出力端との間の電圧であり、昇圧回路４２は、該電圧を昇圧し、安定した第１電圧を得る。

本出願の電源モジュールは、バイパスによる低電圧直流の電力取り出しを実現し、バイパスモードでの直流低電圧の電力取り出しの難題を解決し、制御装置に安定した補助電源を提供し、太陽光発電アレイの安定した動作を保障し、太陽光発電システムの発電を安全かつ高効率にする。

図８及び図１０を参照すると、本出願の１つの可能な実施形態では、電源モジュール４０は、第４のチップＵ４を含む電圧調節器４４をさらに含む。第４チップＵ４は、直流電圧変換を実現し、第１電圧Ｖ１をコントローラに必要な電圧Ｖ０に変換するために使用される。Ｖ０は、例えば３Ｖである。Ｕ４は、ピン４４１～４４５を含む。選択的には、Ｕ４は、リニア電圧安定化チップである。ピン４４１は、電圧入力端であり、第１電圧Ｖ１を受信するために用いられる。ピン４４１は、第７容量Ｃ７を介して接地される。Ｃ３は、入力フィルタリング容量であり、入力電源を安定化させるために用いられる。ピン４４２は、イネーブル端であり、第１電圧Ｖ１を受信するために、ピン４４１に接続される。ピン４４３は、接地される。ピン４４５は、電圧出力端であり、第８容量Ｃ８を介して接地される。Ｃ８は、出力直流電源を安定化させるために用いられる。

本出願の１つの可能な実施形態では、コントローラは、太陽光発電アセンブリの動作状態を監視するために、電圧検出回路６０及び温度検出回路７０をさらに含む。電圧検出回路６０は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を取得するために用いられ、温度検出回路７０は、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリの温度を取得するために用いられる。太陽光発電アセンブリが発電する時、照度及び電池パネルの温度は、電池パネルの電流に影響を与え、一定の範囲内では、光照射が強いほど出力電流が大きくなり、温度が高いほど出力電圧が小さくなる。太陽光発電アセンブリが故障する時、太陽光発電曲線電圧が小さい。電圧検出回路６０を使用することにより、故障したか否かを判断し、検出信号をコントローラ３０に送信することができる。故障した場合、コントローラ３０は、一方向に導通するようにバイパスモジュールを制御し、それにより太陽光発電アセンブリを保護し、ストリングシステムを安定化させる。電圧検出回路６０及び温度検出回路７０を使用することにより、単一アセンブリの状態モニタリングを実現し、太陽光発電アセンブリの保護がより正確になる。

選択的には、太陽光発電アセンブリ制御装置は、制御信号を受信し、制御信号をコントローラ３０に伝送するための通信モジュール５０をさらに含む。選択的には、通信モジュール及びコントローラ制御モジュールは、１つのチップ内にパッケージングされる。太陽光発電アセンブリを能動的にオフにする必要がある場合、例えば家屋火災などの特殊な状況が発生した場合、コントローラ３０は、通信モジュール５０を介して遠隔制御信号を受信し、バイパスモジュール１０を導通するように駆動回路２０を制御し、太陽光発電アセンブリのバイパス短絡保護を実現する。選択的には、通信モジュール５０は、短距離通信モジュール又は遠隔通信モジュールであり、短距離通信モジュールは、ブルートゥース（登録商標）モジュール、ＷＩＦＩモジュール、ＺｉｇＢｅｅモジュール、イーサネットモジュール、シリアルモジュール、セントロニクスモジュールなどを含み、遠隔通信モジュールは、ＧＰＲＳモジュール、２Ｇモジュール、３Ｇモジュール、４Ｇモジュール、５Ｇモジュール、ＬＴＥモジュールなどを含む。

選択的には、図８に示すように、太陽光発電アセンブリ制御装置と太陽光発電アセンブリの電池シートのバイパスダイオード（Ｄ１、Ｄ２及びＤ３）とは、パッケージングされ、例えば同じ配線ボックス内に設置される。

選択的には、電源モジュール４０は、さらに通信モジュール５０、電圧検出回路６０及び温度検出回路７０に給電する。

図１２は、単一制御型太陽光発電アセンブリ制御装置を使用する太陽光発電アレイである。太陽光発電アレイは、複数の太陽光発電アセンブリを直並列接続してからなり、座標の配列方式に従って、ｎ×ｍ個のアセンブリの位置及びマークを得ることができ、各太陽光発電アセンブリは、いずれもバイパス型急速制御装置に接続され、太陽光発電アセンブリに不慮の事故が発生すると、該太陽光発電アセンブリに並列接続されるバイパスモジュールを急速に導通し、アセンブリを短絡保護し、電力システムの安全を保障することができる。単一制御型太陽光発電アセンブリ制御装置は、単一アセンブリの状態モニタリングを実現することができる。

図１３は、複数制御型太陽光発電アセンブリ制御装置を使用する太陽光発電アレイである。本太陽光発電アレイは、太陽光発電アセンブリのバイパス型急速遮断器の複数のアセンブリを使用して、単一の太陽光発電アセンブリから電力を取り出し、コントローラ３０及び他のモジュールに給電する。コントローラ３０は、複数の太陽光発電アセンブリのバイパス保護機構を実現し、コストを低減させることができる。

上述した実施例の各技術的特徴は、説明を簡潔にするために、上述した実施例における各技術的特徴の可能な組み合わせのすべてについて説明していないが、これらの技術的特徴の組み合わせに矛盾がない限り、本明細書に記載された範囲であると考えられるべきである。

上述した実施例は、本出願のいくつかの実施例のみを表しており、その説明はより具体的で詳細であるが、したがって特許の範囲の制限と理解することはできない。当業者にとっては、本出願の趣旨を逸脱することなく、いくつかの変形及び改良を行うことができ、これらは本出願の保護範囲に属することを指摘すべきである。したがって、本出願特許の保護範囲は添付の特許請求の範囲に準じなければならない。

Claims

太陽光発電アセンブリ制御装置であって、少なくとも１つのバイパスモジュール、駆動回路、電源モジュール及びコントローラを含み、前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、少なくとも１つの太陽光発電アセンブリに並列接続されるために用いられ、前記電源モジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリ及び前記少なくとも１つのバイパスモジュールに接続されるために用いられ、
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、前記コントローラの制御下で前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリをバイパスするために用いられ、
前記駆動回路は、前記コントローラの制御下で前記少なくとも１つのバイパスモジュールを動作駆動するために用いられ、
前記電源モジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリが正常に動作する場合に、及び前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスされる場合に、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリから電気エネルギーを取得し、かつ前記電気エネルギーを前記コントローラ及び前記駆動回路に出力するために用いられ、
前記コントローラは、前記少なくとも１つのバイパスモジュールの導通状態を制御して、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスモードにあるか否かを制御するために用いられ、
前記電源モジュールは、
前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリが正常に動作する場合に、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を第２動作電圧に変換するための降圧回路と、
前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリがバイパスされる場合に、前記少なくとも１つのバイパスモジュールの入力端と出力端との間の電圧を第１動作電圧に変換するための昇圧回路と、
前記第２動作電圧と参考電圧とを比較し、比較結果に基づいて前記昇圧回路と前記少なくとも１つのバイパスモジュールとを導通するか否かを制御するための切り替え回路と、を含む、ことを特徴とする太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、パワースイッチ部材を含み、前記パワースイッチ部材の入力端及び出力端は、それぞれ前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリの正極及び負極に接続され、前記パワースイッチ部材の制御端は、前記駆動回路の駆動信号を受信するために用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、逆方向電流が前記パワースイッチ部材を損傷するのを防止するために、前記パワースイッチ部材に直列接続される逆方向電流保護ユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、前記パワースイッチ部材が動作状態にある場合に、前記少なくとも１つのバイパスモジュールの入力端と出力端との間の電圧降下を所定の値に調節するための電圧降下調節ユニットをさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、前記パワースイッチ部材に直列接続される少なくとも１つのダイオードをさらに含む、ことを特徴とする請求項２に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記切り替え回路は、コンパレータ及び少なくとも１つのスイッチトランジスタを含み、前記コンパレータの第１信号入力端は、前記降圧回路により出力された前記第２動作電圧を受信するために用いられ、前記コンパレータの第２信号入力端は、参考信号を受信するために用いられ、前記少なくとも１つのスイッチトランジスタの入力端及び出力端は、前記昇圧回路と前記少なくとも１つのバイパスモジュールに接続され、前記少なくとも１つのスイッチトランジスタの制御端は、前記コンパレータの信号出力端に接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記少なくとも１つのバイパスモジュールは、２つ以上の互いに直列接続されるバイパスモジュールを含み、前記２つ以上の互いに直列接続されるバイパスモジュールは、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリに並列接続されるために用いられる、ことを特徴とする請求項６に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。
前記コントローラは、通信モジュール、電圧検出回路及び／又は温度検出回路をさらに含み、
前記通信モジュールは、制御信号を受信し、前記制御信号を前記コントローラに伝送するために用いられ、
前記電圧検出回路は、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリにより出力された電圧を取得するために用いられ、
前記温度検出回路は、前記少なくとも１つの太陽光発電アセンブリの温度を取得するために用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の太陽光発電アセンブリ制御装置。