JPH02228715A - 太陽光発電システム - Google Patents
太陽光発電システムInfo
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- JPH02228715A JPH02228715A JP4850989A JP4850989A JPH02228715A JP H02228715 A JPH02228715 A JP H02228715A JP 4850989 A JP4850989 A JP 4850989A JP 4850989 A JP4850989 A JP 4850989A JP H02228715 A JPH02228715 A JP H02228715A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は太陽電池を用いた発電システムに関する。
（従来の技術）
太陽電池から直流の電力をとり出し、これをＤＣ／ＡＣ
インバータによって商用周波数の交流電力に交換して用
いる太陽光発電システムが開発されている。このシステ
ムによれば、今まで商用電力を電源として使用していた
電気機器をそのまま太陽光発電システムにつなぎ替えて
使用することができる。
インバータによって商用周波数の交流電力に交換して用
いる太陽光発電システムが開発されている。このシステ
ムによれば、今まで商用電力を電源として使用していた
電気機器をそのまま太陽光発電システムにつなぎ替えて
使用することができる。
また太陽光発電システムの交流出力を商用電力に並入し
て使用し、昼間の太陽光発電システムの交流出力の余剰
分を商用電力系統へもどしたり、逆に夜間等、太陽光発
電システムの交流出力が無い時には、商用電力系統から
の電力で電気機器を運転するといった使用法も可能であ
る。
て使用し、昼間の太陽光発電システムの交流出力の余剰
分を商用電力系統へもどしたり、逆に夜間等、太陽光発
電システムの交流出力が無い時には、商用電力系統から
の電力で電気機器を運転するといった使用法も可能であ
る。
第３図に従来の方法による太陽光発電システムの構成図
を示す。
を示す。
太陽電池１によって発生した直流電力は、逆流阻止用ダ
イオード２．コンタクタ３を介して、インバータ４の直
流側回路に入力され、インバータ４で直流電力が交流電
力に変換される。この交流電力はインバータ４の交流側
回路５からスイッチ６を介して外部へ出力され、負荷及
び商用電力系統に接続される。ここでインバータ４の直
流側回路における電圧、電流を計測しながらインバータ
４の出力電流値をＷＲ整することによって、太陽電池１
の電圧−電流特性上、出力電力が最大になる点に選ぶこ
とができる。この方法の一例を第４図に沿って説明する
。
イオード２．コンタクタ３を介して、インバータ４の直
流側回路に入力され、インバータ４で直流電力が交流電
力に変換される。この交流電力はインバータ４の交流側
回路５からスイッチ６を介して外部へ出力され、負荷及
び商用電力系統に接続される。ここでインバータ４の直
流側回路における電圧、電流を計測しながらインバータ
４の出力電流値をＷＲ整することによって、太陽電池１
の電圧−電流特性上、出力電力が最大になる点に選ぶこ
とができる。この方法の一例を第４図に沿って説明する
。
第４図において、１９．２０はそれぞれ、太陽電池１の
出力電流１の出力電流ニー電圧Ｖ特性、出力電流Ｉ−電
電力時特性示す、電力Ｐ＝ｏの状態からインバータ４の
出力電流を除々に増やしていくと、太陽電池１の出力電
流工も増大して、それにつれて、太陽電池１の出力電力
Ｐも図中に示した経路２０ａに沿い増大する。
出力電流１の出力電流ニー電圧Ｖ特性、出力電流Ｉ−電
電力時特性示す、電力Ｐ＝ｏの状態からインバータ４の
出力電流を除々に増やしていくと、太陽電池１の出力電
流工も増大して、それにつれて、太陽電池１の出力電力
Ｐも図中に示した経路２０ａに沿い増大する。
やがて、最大電力点２１を超えて、なおも太陽電池１の
出力電流を増やして行くと、今度は太陽電池１の出力電
力が減少を始めるのでこれを検出し、経路２０ｄに沿っ
て太陽電池１の出力電流を減少させる。以下同様の制御
を繰り返すことにより、太陽電池１の出力電力を最大に
保つことができる。
出力電流を増やして行くと、今度は太陽電池１の出力電
力が減少を始めるのでこれを検出し、経路２０ｄに沿っ
て太陽電池１の出力電流を減少させる。以下同様の制御
を繰り返すことにより、太陽電池１の出力電力を最大に
保つことができる。
この方式はｒ山のぼり法」と呼ばれる。
第３図においてインバータの直流側回路の電流、電圧値
は、それぞれ分流器７、分圧器８によって検出され、電
力演算部１１で直流電力値となる。この直流電力値は最
大電力制御部１２へ入力される。
は、それぞれ分流器７、分圧器８によって検出され、電
力演算部１１で直流電力値となる。この直流電力値は最
大電力制御部１２へ入力される。
ここではインバータ出力電流をある範囲で変化させなが
ら直流電力値の変化方向を検知し、太陽電池出力が最大
値となるようなインバータ出力電流に対応する交流電流
又は電圧の振幅基準値１３をインバータ制御部１４へ出
力する。
ら直流電力値の変化方向を検知し、太陽電池出力が最大
値となるようなインバータ出力電流に対応する交流電流
又は電圧の振幅基準値１３をインバータ制御部１４へ出
力する。
インバータ制御部１４ではさらに、インバータの交流側
回路５の電圧、電流を電圧トランス９、変流器１０によ
ってそれぞれ検出したものを入力し、系統に同期した正
弦波基準波形１５、交流出力値のフィードバック値１７
として用いてインバータ４の出力基準信号を作り、ゲー
ト制御部１６に出力する。
回路５の電圧、電流を電圧トランス９、変流器１０によ
ってそれぞれ検出したものを入力し、系統に同期した正
弦波基準波形１５、交流出力値のフィードバック値１７
として用いてインバータ４の出力基準信号を作り、ゲー
ト制御部１６に出力する。
ゲート制御部１６では、この出力基準信号により、イン
バータ４のスイッチング素子へ送るゲートパルス幅を制
御する。この構成により、インバータ４の出力は、日照
量に応じた、太陽電池の最大電力とすることができる。
バータ４のスイッチング素子へ送るゲートパルス幅を制
御する。この構成により、インバータ４の出力は、日照
量に応じた、太陽電池の最大電力とすることができる。
またスイッチ６は故障検出器１８により回路の過・不足
電圧を検出した時や夜間の無日照時等に開放する。
電圧を検出した時や夜間の無日照時等に開放する。
（発明が解決しようとするｉｌ１題）
第３図に示した従来の実施例においては、インバータの
直流側回路の電圧、電流を検出してこれらから直流電力
値を求め、この直流電力値をもとに最大電力を追従する
制御を行っている。ここで、分流器７や分圧器８の出力
を直流電力演算部１１に入力する場合、分流器７１分圧
器８の出力はいずれもインバータの直流回路から絶縁さ
れていないので、絶縁アンプ７ａ、８ａを用いる必要が
ある。これらの部品すなわち分流器７９分圧器８．絶縁
アンプ７ａ、 ８ａは寸法及びコストが制御回路の中で
比較的大きな比率を占める。太陽光発電システムの小形
化、低コスト化が重要な課題となっているが。
直流側回路の電圧、電流を検出してこれらから直流電力
値を求め、この直流電力値をもとに最大電力を追従する
制御を行っている。ここで、分流器７や分圧器８の出力
を直流電力演算部１１に入力する場合、分流器７１分圧
器８の出力はいずれもインバータの直流回路から絶縁さ
れていないので、絶縁アンプ７ａ、８ａを用いる必要が
ある。これらの部品すなわち分流器７９分圧器８．絶縁
アンプ７ａ、 ８ａは寸法及びコストが制御回路の中で
比較的大きな比率を占める。太陽光発電システムの小形
化、低コスト化が重要な課題となっているが。
同時に、太陽電池の様々な特性に適合して、自動的に太
陽電池の最大電力点を追従して運転を行うことはシステ
ムの効率や調整の簡便さから考えて重要であるので、上
記の部品を削減することは従来困難であった。
陽電池の最大電力点を追従して運転を行うことはシステ
ムの効率や調整の簡便さから考えて重要であるので、上
記の部品を削減することは従来困難であった。
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、
直流回路の電圧、電流検出器とこれらのための絶縁アン
プを省略して寸法、重量の低減を図りながら、同時に最
大電力追従制御を行う太陽光発電システムを得ることを
目的とする。
直流回路の電圧、電流検出器とこれらのための絶縁アン
プを省略して寸法、重量の低減を図りながら、同時に最
大電力追従制御を行う太陽光発電システムを得ることを
目的とする。
（課題を解決するための手段）
このために本発明においては、インバータ交流出力側の
電圧、電流から交流電力を計算する回路と、この交流電
力値に基づいて最大電力追従制御を行う回路とを具備す
るシステムとする。
電圧、電流から交流電力を計算する回路と、この交流電
力値に基づいて最大電力追従制御を行う回路とを具備す
るシステムとする。
（作用）
このように構成すると、交流側においては絶縁変圧器や
絶縁変流器によって簡単に電圧と電流の信号をとること
ができるので、インバータ直流側の電圧、電流検出部及
び絶縁アンプを省略することができる。
絶縁変流器によって簡単に電圧と電流の信号をとること
ができるので、インバータ直流側の電圧、電流検出部及
び絶縁アンプを省略することができる。
（実施例）
第１図は、本発明による太陽光発電システムの一実施例
である６第１図においてインバータの交流側回路５の電
圧、電流は、電圧トランス９．変流器ｌＯによってそれ
ぞれ検出され、電力演算部１１で交流電力値となる。こ
の交流電力値は最大電力制御部１２へ入力される。最大
電力制御部１２ではインバータ出力電流をある範囲で変
化させながら、交流電力が最大となるようなインバータ
出力電流振幅値１３をインバータ制御部１４へ出力する
ように働らく。ここで、商用配電系統の電圧波形を基準
波形１５として検出し、これをインバータの出力位相の
基準として用いるので、インバータの交流出力の力率は
ほぼ１に保たれる。従って交流電圧値と交流電流値の積
は、交流電力値として扱うことができる。
である６第１図においてインバータの交流側回路５の電
圧、電流は、電圧トランス９．変流器ｌＯによってそれ
ぞれ検出され、電力演算部１１で交流電力値となる。こ
の交流電力値は最大電力制御部１２へ入力される。最大
電力制御部１２ではインバータ出力電流をある範囲で変
化させながら、交流電力が最大となるようなインバータ
出力電流振幅値１３をインバータ制御部１４へ出力する
ように働らく。ここで、商用配電系統の電圧波形を基準
波形１５として検出し、これをインバータの出力位相の
基準として用いるので、インバータの交流出力の力率は
ほぼ１に保たれる。従って交流電圧値と交流電流値の積
は、交流電力値として扱うことができる。
また、インバータの直流側回路には、電圧検出器２２が
接続され、太陽電池出力電圧レベルがあらかじめ設定し
たあるレベルを超えているか否かの信号をインバータ制
御部１４へ送る。インバータ制御部１４ではこの信号を
日の出、日没時の起動、停止条件として用いる。この電
圧検出器は、計測値があらかじめ設定された検出値にな
った時に、接点信号を外部へ出力するメータリレー等の
器具を用いることで十分であり、直流分圧器と絶縁アン
プのような高価でスペースも必要な器具は不要である。
接続され、太陽電池出力電圧レベルがあらかじめ設定し
たあるレベルを超えているか否かの信号をインバータ制
御部１４へ送る。インバータ制御部１４ではこの信号を
日の出、日没時の起動、停止条件として用いる。この電
圧検出器は、計測値があらかじめ設定された検出値にな
った時に、接点信号を外部へ出力するメータリレー等の
器具を用いることで十分であり、直流分圧器と絶縁アン
プのような高価でスペースも必要な器具は不要である。
この構成によれば、インバータの交流側の回路５に従来
から設けられていた電圧トランス９．変流器１０の計測
信号を用いて最大電力追従制御を行なうのでインバータ
の直流側の回路についてはその電圧、電流を測定する分
圧器と分流器及び絶縁アンプを省略することができる。
から設けられていた電圧トランス９．変流器１０の計測
信号を用いて最大電力追従制御を行なうのでインバータ
の直流側の回路についてはその電圧、電流を測定する分
圧器と分流器及び絶縁アンプを省略することができる。
（他の実施例）
上記の実施例ではインバータの直流側回路の電圧を電圧
検出器２２によって検出して、日の出２日没時の起動・
停止の判定に用いているが、さらに太陽電池の接続ミス
等によって、予想されなかった直流過電圧がここにかか
った場合にもこれを検出し、保護できるように、電圧検
出器２２の検出値を２重にしたり、別の電圧検出器を設
けること、及び、ハンチングを防ぐためにこれらの検出
値にはヒステリシスを持たせること５等の変更によって
、システムの機能を向上させることができる。
検出器２２によって検出して、日の出２日没時の起動・
停止の判定に用いているが、さらに太陽電池の接続ミス
等によって、予想されなかった直流過電圧がここにかか
った場合にもこれを検出し、保護できるように、電圧検
出器２２の検出値を２重にしたり、別の電圧検出器を設
けること、及び、ハンチングを防ぐためにこれらの検出
値にはヒステリシスを持たせること５等の変更によって
、システムの機能を向上させることができる。
さらにここに述べたように、電圧、電流の両方をインバ
ータの交流側回路において計測する替わりにいずれか一
方、例えば電圧をインバータの直流側で計測し、電流は
インバータの交流側で計測して、これらの値の積の値を
山のぼり法によって最大にする制御を行うことにより、
インバータの直流側の電圧、電流の両方を計測する従来
の方式に比べて、直流側の計測点数を減らしてしかも最
大電力を得ることができる。第２図にこのことを考慮し
た本発明の他の実施例を示す。
ータの交流側回路において計測する替わりにいずれか一
方、例えば電圧をインバータの直流側で計測し、電流は
インバータの交流側で計測して、これらの値の積の値を
山のぼり法によって最大にする制御を行うことにより、
インバータの直流側の電圧、電流の両方を計測する従来
の方式に比べて、直流側の計測点数を減らしてしかも最
大電力を得ることができる。第２図にこのことを考慮し
た本発明の他の実施例を示す。
第２図において分圧器８によって検出された直流電圧値
と変流器１０によって検出された交流電圧値の積を電力
演算部１１で算出し、これを最大電力制御部１２へ出力
する。最大電力制御部１２では前に述べた説明と同様の
働きによってインバータを制御し、太陽電池の最大電力
を引き出す。この例ではインバータの直流側の電圧を計
測するようにしたので、直流過電圧保護１日の出・日没
時のインバータの自動起動・停止等の機能はインバータ
制御部１４の内部に持たせる。このことによって異常検
出設定値の変更、調整を行なうことや直流電圧レベルの
変化によるインバータのＯＮ 、 ＯＦＦ指令にヒステ
リシスを持たせてハンチングを防ぐこと、及び冬季の低
温下等で直流電圧が過電圧レベルに近付いた時にインバ
ータを少しだけ運転して電流を流し、太陽電池の開放電
圧に近い電圧が発生することをあらかじめ防ぐこと、等
の細かい制御が可能となるという効果もある。
と変流器１０によって検出された交流電圧値の積を電力
演算部１１で算出し、これを最大電力制御部１２へ出力
する。最大電力制御部１２では前に述べた説明と同様の
働きによってインバータを制御し、太陽電池の最大電力
を引き出す。この例ではインバータの直流側の電圧を計
測するようにしたので、直流過電圧保護１日の出・日没
時のインバータの自動起動・停止等の機能はインバータ
制御部１４の内部に持たせる。このことによって異常検
出設定値の変更、調整を行なうことや直流電圧レベルの
変化によるインバータのＯＮ 、 ＯＦＦ指令にヒステ
リシスを持たせてハンチングを防ぐこと、及び冬季の低
温下等で直流電圧が過電圧レベルに近付いた時にインバ
ータを少しだけ運転して電流を流し、太陽電池の開放電
圧に近い電圧が発生することをあらかじめ防ぐこと、等
の細かい制御が可能となるという効果もある。
以上述べたように本発明によれば、インバータの交流出
力の電圧と電流の両方またはいずれか一方の測定値を最
大電力追従制御部の入力信号として用いるので、インバ
ータの直流入力の電圧、電流の測定回路のうち一方また
は両方を省略してコスト、寸法を低減し、しかも最大電
力追従制御を行なって太陽電池の性能を最大に引き出す
太陽光発電システムを得ることができる。
力の電圧と電流の両方またはいずれか一方の測定値を最
大電力追従制御部の入力信号として用いるので、インバ
ータの直流入力の電圧、電流の測定回路のうち一方また
は両方を省略してコスト、寸法を低減し、しかも最大電
力追従制御を行なって太陽電池の性能を最大に引き出す
太陽光発電システムを得ることができる。
第１図は本発明の一実施例の太陽光発電システムを示す
構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す構成図、第
３図は従来のシステムの構成図、第４図は太陽光発電シ
ステムにおける最大電力追従制御の一方式を示す説明図
である。 １・・・太陽電池 ２・・・逆流阻止用ダイオード
３・・・コンタクタ ４・・・インバータ５・・・イ
ンバータの交流側回路 ６・・・スイッチ ７・・・分流器８・・・分圧器
７ａ 、 ８ａ・・・絶縁アンプ９・・・電圧
トランス １０・・・変流器１１・・・電力演算部
１２・・・最大電力制御部１３・・・振幅基準値 １
４・・・インバータ制御部１５・・・基準波形 １
６・・・ゲート制御部１７・・・出力フィードバック値 １８・・・故障検出器 １９・・・太陽電池のＶ−Ｉ特性カーブ２０・・・太陽
電池のＰ−Ｉ特性カーブ２１・・・太陽電池の最大電力
点 ２２・・・電圧検出器 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第３図 第２ｖ！Ｉ 第４図
構成図、第２図は本発明の他の実施例を示す構成図、第
３図は従来のシステムの構成図、第４図は太陽光発電シ
ステムにおける最大電力追従制御の一方式を示す説明図
である。 １・・・太陽電池 ２・・・逆流阻止用ダイオード
３・・・コンタクタ ４・・・インバータ５・・・イ
ンバータの交流側回路 ６・・・スイッチ ７・・・分流器８・・・分圧器
７ａ 、 ８ａ・・・絶縁アンプ９・・・電圧
トランス １０・・・変流器１１・・・電力演算部
１２・・・最大電力制御部１３・・・振幅基準値 １
４・・・インバータ制御部１５・・・基準波形 １
６・・・ゲート制御部１７・・・出力フィードバック値 １８・・・故障検出器 １９・・・太陽電池のＶ−Ｉ特性カーブ２０・・・太陽
電池のＰ−Ｉ特性カーブ２１・・・太陽電池の最大電力
点 ２２・・・電圧検出器 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第３図 第２ｖ！Ｉ 第４図
Claims (3)
- （１）太陽電池、インバータ、電力演算部、最大電力追
従制御部、インバータ制御部、ゲート制御部などから構
成される太陽光発電システムにおいて、最大電力追従制
御部に入力する電圧信号と電流信号のうち少なくとも一
方はインバータ交流側で検出するようにしたことを特徴
とする太陽光発電システム。 - （２）インバータ交流側回路に電流検出器を設け、イン
バータ直流側回路に電圧検出用のメータリレーを設けた
ことを特徴とする請求項（１）記載の太陽光発電システ
ム。 - （３）インバータ直流側回路には、電圧検出用の分圧器
を設け、この出力とインバータ交流側回路に設けられた
変流器の出力の積を演算する回路と、その演算結果を最
大化するようにインバータを制御する最大電力追従回路
を有することを特徴とする請求項（１）記載の太陽光発
電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4850989A JPH02228715A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4850989A JPH02228715A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 太陽光発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02228715A true JPH02228715A (ja) | 1990-09-11 |
Family
ID=12805341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4850989A Pending JPH02228715A (ja) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02228715A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013027197A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239312A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽光発電装置 |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP4850989A patent/JPH02228715A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61239312A (ja) * | 1985-04-15 | 1986-10-24 | Mitsubishi Electric Corp | 太陽光発電装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013027197A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Sanyo Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
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