JPH06131065A - 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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- JPH06131065A JPH06131065A JP4282571A JP28257192A JPH06131065A JP H06131065 A JPH06131065 A JP H06131065A JP 4282571 A JP4282571 A JP 4282571A JP 28257192 A JP28257192 A JP 28257192A JP H06131065 A JPH06131065 A JP H06131065A
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- JP
- Japan
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、太陽電池と電圧変換部とを備え、
最大電力を得られるように動作点を制御する太陽光発電
システムに関し、制御応答を速くし、装置を簡単にする
ことを目的とする。 【構成】 上記太陽電池１の電流値を測定する第１の電
流測定部３と、センサ用太陽電池４と、該センサ用太陽
電池４の短絡電流値を測定する第２の電流測定部５と、
上記第２の電流測定部５が測定した短絡電流値を予め決
められた定数倍して出力する電流換算部６と、上記第１
の電流測定部３が測定した電流値と上記電流換算部６が
出力する電流値とを比較して、該２つの電流値の比に基
づき制御信号を電圧変換部２へ出力する比較部７とを設
け、上記制御信号により、電圧変換部２における電圧変
換比を調整することにより、上記第１の電流測定部３が
測定した電流値と上記電流換算部６が出力する電流値と
を近づけるように制御するように構成した。
最大電力を得られるように動作点を制御する太陽光発電
システムに関し、制御応答を速くし、装置を簡単にする
ことを目的とする。 【構成】 上記太陽電池１の電流値を測定する第１の電
流測定部３と、センサ用太陽電池４と、該センサ用太陽
電池４の短絡電流値を測定する第２の電流測定部５と、
上記第２の電流測定部５が測定した短絡電流値を予め決
められた定数倍して出力する電流換算部６と、上記第１
の電流測定部３が測定した電流値と上記電流換算部６が
出力する電流値とを比較して、該２つの電流値の比に基
づき制御信号を電圧変換部２へ出力する比較部７とを設
け、上記制御信号により、電圧変換部２における電圧変
換比を調整することにより、上記第１の電流測定部３が
測定した電流値と上記電流換算部６が出力する電流値と
を近づけるように制御するように構成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池と該太陽電池
の電圧を変換して出力する電圧変換部とを少なくとも備
える太陽光発電システムに関し、特に、最大電力を得ら
れるように太陽電池の動作点を制御する太陽光発電シス
テムに関する。
の電圧を変換して出力する電圧変換部とを少なくとも備
える太陽光発電システムに関し、特に、最大電力を得ら
れるように太陽電池の動作点を制御する太陽光発電シス
テムに関する。
【０００２】太陽電池の出力特性は日射量、温度等の変
化により大幅に変動する。よって、効率良く太陽エネル
ギーを取り出すために最大出力制御が必要である。
化により大幅に変動する。よって、効率良く太陽エネル
ギーを取り出すために最大出力制御が必要である。
【０００３】
【従来の技術】図４は、従来の構成例を示す。図４にお
いて、１は太陽電池、２は電圧変換部、１０は負荷、１
１は電力演算部、１２は電力増減識別及び動作点制御
部、Ｖiは太陽電池の電圧、Ｉi は太陽電池の電流、Ｖ
o は電圧変換部の出力電圧、Ｉoは電圧変換部の出力電
流を表わす。
いて、１は太陽電池、２は電圧変換部、１０は負荷、１
１は電力演算部、１２は電力増減識別及び動作点制御
部、Ｖiは太陽電池の電圧、Ｉi は太陽電池の電流、Ｖ
o は電圧変換部の出力電圧、Ｉoは電圧変換部の出力電
流を表わす。
【０００４】電圧変換部２は、昇圧型チョッパ又は降圧
型チョッパ若しくは両チョッパから成り、電圧を変換す
る。電力演算部１１は、太陽電池の出力電圧Ｖi と出力
電流Ｉi とを測定し、ＶiとＩi との積を求める。
型チョッパ若しくは両チョッパから成り、電圧を変換す
る。電力演算部１１は、太陽電池の出力電圧Ｖi と出力
電流Ｉi とを測定し、ＶiとＩi との積を求める。
【０００５】電力増減識別及び動作点制御部１２は、電
力の増減を識別しつつ、動作点を移動させる制御信号を
電圧変換部２へ出力する。図５は、太陽電池の電流−電
圧、電力特性を示す。図５において、曲線ｐは電圧、曲
線ｑは電力の特性を示す。
力の増減を識別しつつ、動作点を移動させる制御信号を
電圧変換部２へ出力する。図５は、太陽電池の電流−電
圧、電力特性を示す。図５において、曲線ｐは電圧、曲
線ｑは電力の特性を示す。
【０００６】太陽電池を有効に使用するためには、最大
電力が得られる動作点Ｐｍａｘで動作させることが必要
である。ところで、電圧変換部２により、太陽電池の電
圧Ｖi をｎ倍して、出力電圧Ｖ o を出力すると、電圧変
換部の出力電流Ｉo は太陽電池の電流Ｉi の１／ｎ倍に
なる。負荷抵抗Ｒo をＶo ／Ｉo とすると、太陽電池か
ら見た負荷抵抗Ｒi は、
電力が得られる動作点Ｐｍａｘで動作させることが必要
である。ところで、電圧変換部２により、太陽電池の電
圧Ｖi をｎ倍して、出力電圧Ｖ o を出力すると、電圧変
換部の出力電流Ｉo は太陽電池の電流Ｉi の１／ｎ倍に
なる。負荷抵抗Ｒo をＶo ／Ｉo とすると、太陽電池か
ら見た負荷抵抗Ｒi は、
【０００７】
【数１】
【０００８】となる。このように電圧比ｎを変えること
により、太陽電池から見た負荷を任意に変えることがで
きる。従って、実際の負荷Ｒo を固定したまま、太陽電
池の動作点を移動させることができる。
により、太陽電池から見た負荷を任意に変えることがで
きる。従って、実際の負荷Ｒo を固定したまま、太陽電
池の動作点を移動させることができる。
【０００９】図６は、従来の制御フローチャートを示
す。ステップ３０では、電力演算部１１が電力を演算す
る。ステップ３１では、動作点移動方向をａ方向へ、即
ち、電圧変換比ｎを増大させて、電流Ｉi を増大させる
方向に設定する。
す。ステップ３０では、電力演算部１１が電力を演算す
る。ステップ３１では、動作点移動方向をａ方向へ、即
ち、電圧変換比ｎを増大させて、電流Ｉi を増大させる
方向に設定する。
【００１０】ステップ３２では、動作点を設定方向へ移
動させる。ステップ３３では、電力演算部１１が電力を
演算する。ステップ３４では、今回の電力演算結果を前
回の電力演算結果と比較し、電力が増加したか否かを識
別し、増加した場合には、ステップ３２へ、増加しなか
った場合には、ステップ３５へ進む。
動させる。ステップ３３では、電力演算部１１が電力を
演算する。ステップ３４では、今回の電力演算結果を前
回の電力演算結果と比較し、電力が増加したか否かを識
別し、増加した場合には、ステップ３２へ、増加しなか
った場合には、ステップ３５へ進む。
【００１１】ステップ３５では、動作点の移動方向をそ
れまで設定されていた方向とは逆の方向に設定する。即
ち、それまでａ方向に設定されていた時には、ｂ方向
へ、ｂ方向に設定されていた時には、ａ方向へ設定す
る。
れまで設定されていた方向とは逆の方向に設定する。即
ち、それまでａ方向に設定されていた時には、ｂ方向
へ、ｂ方向に設定されていた時には、ａ方向へ設定す
る。
【００１２】上記ステップ３０ないし３２及びステップ
３４，３５は電力増減識別及び動作点制御部１２が実行
する。
３４，３５は電力増減識別及び動作点制御部１２が実行
する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、従来の技
術によれば、電力を演算し、増減を調べ、その結果によ
り動作点の移動方向を変えるという操作をしなければな
らないので装置が複雑になる。また、動作点を操作した
後、電力が変化するのを待たなければならないので応答
が遅くなる。動作点を徐々に最大電力点へ近づけるの
で、現時点の動作点と最大電力点が大幅に離れている
と、最大電力点までの移動に時間がかかる。応答を速く
するために動作点の移動速度を速くすると、太陽電池に
おいて、入射光や負荷量の変化に対する出力の変化が追
いつけず、出力が安定する前に動作点が移動してしまい
制御不能になる恐れがある。
術によれば、電力を演算し、増減を調べ、その結果によ
り動作点の移動方向を変えるという操作をしなければな
らないので装置が複雑になる。また、動作点を操作した
後、電力が変化するのを待たなければならないので応答
が遅くなる。動作点を徐々に最大電力点へ近づけるの
で、現時点の動作点と最大電力点が大幅に離れている
と、最大電力点までの移動に時間がかかる。応答を速く
するために動作点の移動速度を速くすると、太陽電池に
おいて、入射光や負荷量の変化に対する出力の変化が追
いつけず、出力が安定する前に動作点が移動してしまい
制御不能になる恐れがある。
【００１４】本発明は、装置を簡単化し、入射光や負荷
量の変化に対する応答を速くすることを目的とする。
量の変化に対する応答を速くすることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理構
成図を示す。図１において、１は太陽電池、２は電圧変
換部、３は第１の電流測定部、４はセンサ用太陽電池、
５は第２の電流測定部、６は電流換算部、７は比較部を
表す。
成図を示す。図１において、１は太陽電池、２は電圧変
換部、３は第１の電流測定部、４はセンサ用太陽電池、
５は第２の電流測定部、６は電流換算部、７は比較部を
表す。
【００１６】電圧変換部２は太陽電池１の電圧を変換し
て出力する。第１の電流測定部３は上記太陽電池１の電
流値を測定する。第２の電流測定部５はセンサ用太陽電
池４の短絡電流値を測定する。
て出力する。第１の電流測定部３は上記太陽電池１の電
流値を測定する。第２の電流測定部５はセンサ用太陽電
池４の短絡電流値を測定する。
【００１７】電流換算部６は上記第２の電流測定部５が
測定した短絡電流値を予め決められた定数倍して出力す
る。比較部７は上記第１の電流測定部３が測定した電流
値と上記電流換算部６が出力する電流値とを比較して、
該２つの電流値の比に基づいて、制御信号を電圧変換部
２へ出力する。
測定した短絡電流値を予め決められた定数倍して出力す
る。比較部７は上記第１の電流測定部３が測定した電流
値と上記電流換算部６が出力する電流値とを比較して、
該２つの電流値の比に基づいて、制御信号を電圧変換部
２へ出力する。
【００１８】
【作用】比較部７は、上記制御信号により、電圧変換部
２における電圧変換比を調整して太陽電池の動作点を移
動させることにより、上記第１の電流測定部３が測定し
た電流値と上記電流換算部６が出力する電流値とを近づ
けるように制御する。ここで、上記第１の電流測定部３
が測定した電流値と上記電流換算部６が出力する電流値
との比の大きさにより、現時点の動作点と最大電力動作
点との距離を知ることができる。従って、当該距離に応
じて動作点を動作させることにより、動作点を最大電力
動作点に急速に近づけることが出来る。
２における電圧変換比を調整して太陽電池の動作点を移
動させることにより、上記第１の電流測定部３が測定し
た電流値と上記電流換算部６が出力する電流値とを近づ
けるように制御する。ここで、上記第１の電流測定部３
が測定した電流値と上記電流換算部６が出力する電流値
との比の大きさにより、現時点の動作点と最大電力動作
点との距離を知ることができる。従って、当該距離に応
じて動作点を動作させることにより、動作点を最大電力
動作点に急速に近づけることが出来る。
【００１９】
【実施例】図２は単結晶Ｓｉの太陽電池の電流−電力特
性の一例を示す。図２において、曲線ｒ１は光量（単位
はｍＷ／ｓｑ．ｃｍとする）が２０の時の、曲線ｒ２は
光量が５０の時の、曲線ｒ３は光量が８０の時の、曲線
ｒ４は光量が１００の時の電流−電力特性を示す。曲線
ｒ１ないしｒ４から、夫々の光量の時の、短絡電流及び
最大電力時の電流は表１に示すように読み取ることがで
きる。また、短絡電流と最大電力時の電流との比は、光
量によらずほぼ０．８２前後であることがわかる。
性の一例を示す。図２において、曲線ｒ１は光量（単位
はｍＷ／ｓｑ．ｃｍとする）が２０の時の、曲線ｒ２は
光量が５０の時の、曲線ｒ３は光量が８０の時の、曲線
ｒ４は光量が１００の時の電流−電力特性を示す。曲線
ｒ１ないしｒ４から、夫々の光量の時の、短絡電流及び
最大電力時の電流は表１に示すように読み取ることがで
きる。また、短絡電流と最大電力時の電流との比は、光
量によらずほぼ０．８２前後であることがわかる。
【００２０】
【表１】
【００２１】図３はアモルファスＳｉ太陽電池の電流−
電力特性の一例を示す。図３において、曲線Ｓ１ないし
Ｓ５は、夫々、光量が２０，４０，６０，８０，１００
の時の電流電力特性を示す。曲線Ｓ１ないしＳ５から、
夫々の光量の時の、短絡電流及び最大電力時の電流は表
２に示すように読み取られる。また、短絡電流と最大電
力時の電流との比は、光量によらずほぼ０．７４前後で
あることがわかる。
電力特性の一例を示す。図３において、曲線Ｓ１ないし
Ｓ５は、夫々、光量が２０，４０，６０，８０，１００
の時の電流電力特性を示す。曲線Ｓ１ないしＳ５から、
夫々の光量の時の、短絡電流及び最大電力時の電流は表
２に示すように読み取られる。また、短絡電流と最大電
力時の電流との比は、光量によらずほぼ０．７４前後で
あることがわかる。
【００２２】
【表２】
【００２３】従って、短絡電流を知ることができれば、
最大電力時の電流は、その太陽電池に対応する係数を短
絡電流に掛けることにより、知ることができる。図１
は、本発明の原理構成図である。概略については、既に
記述したので、各部について、詳述する。
最大電力時の電流は、その太陽電池に対応する係数を短
絡電流に掛けることにより、知ることができる。図１
は、本発明の原理構成図である。概略については、既に
記述したので、各部について、詳述する。
【００２４】センサ用太陽電池４はメインの太陽電池１
の短絡電流を推定するために設けられている。センサ用
太陽電池４はメインの太陽電池１に照射される光量と同
じ光量を得られるようにメインの太陽電池１の近傍に、
かつ、平行に設置されるとともに、メインの太陽電池１
と同じ材質のものが用いられる。また、センサ用太陽電
池４はメインの太陽電池１よりも規模が小さいことは言
うまでもない。上記の如くセンサ用太陽電池４を設けれ
ば、センサ用太陽電池４の短絡電流とメインの太陽電池
１の短絡電流との比は当該２つの電池の面積比に等しく
なる。従って、電流換算部６は、センサ用太陽電池４の
短絡電流に上記面積比を掛けて、メインの太陽電池１の
短絡電流を計算する。さらに、電流換算部６は、メイン
の太陽電池１の最大電力時の電流を求めるために、メイ
ンの太陽電池１の短絡電流に、表１及び表２で説明した
短絡電流と最大電力時の電流との電流比を掛けて、最大
電力時の電流を求める。例えば、当該２つの太陽電池が
単結晶Ｓｉの場合には、０．８２を掛け、アモルファス
Ｓｉの場合には０．７４を掛ける。
の短絡電流を推定するために設けられている。センサ用
太陽電池４はメインの太陽電池１に照射される光量と同
じ光量を得られるようにメインの太陽電池１の近傍に、
かつ、平行に設置されるとともに、メインの太陽電池１
と同じ材質のものが用いられる。また、センサ用太陽電
池４はメインの太陽電池１よりも規模が小さいことは言
うまでもない。上記の如くセンサ用太陽電池４を設けれ
ば、センサ用太陽電池４の短絡電流とメインの太陽電池
１の短絡電流との比は当該２つの電池の面積比に等しく
なる。従って、電流換算部６は、センサ用太陽電池４の
短絡電流に上記面積比を掛けて、メインの太陽電池１の
短絡電流を計算する。さらに、電流換算部６は、メイン
の太陽電池１の最大電力時の電流を求めるために、メイ
ンの太陽電池１の短絡電流に、表１及び表２で説明した
短絡電流と最大電力時の電流との電流比を掛けて、最大
電力時の電流を求める。例えば、当該２つの太陽電池が
単結晶Ｓｉの場合には、０．８２を掛け、アモルファス
Ｓｉの場合には０．７４を掛ける。
【００２５】比較部７は、上記電流換算部６が算出した
最大電力時の電流と、太陽電池の電流とを比較して、そ
の比の大きさに応じて、当該両電流値が近づくように動
作点を移動させる。例えば、最大電力時の電流がメイン
太陽電池１の電流よりも大きい時には、メイン太陽電池
１の電流を増加するように、即ち、電圧変換部２の電圧
変換比を増加させるように電圧変換部２を制御する。さ
らに具体的に説明する。数式１から、メイン太陽電池１
の電流は電圧変換比の２乗に比例することがわかるの
で、上記求めた最大電力時の電流がメイン太陽電池電流
のｍ倍であるときには、電圧変換比を現時点の値にｍの
２乗根を掛けた値に変更すれば、メイン太陽電池電流を
最大電力時の電流にすることができる。
最大電力時の電流と、太陽電池の電流とを比較して、そ
の比の大きさに応じて、当該両電流値が近づくように動
作点を移動させる。例えば、最大電力時の電流がメイン
太陽電池１の電流よりも大きい時には、メイン太陽電池
１の電流を増加するように、即ち、電圧変換部２の電圧
変換比を増加させるように電圧変換部２を制御する。さ
らに具体的に説明する。数式１から、メイン太陽電池１
の電流は電圧変換比の２乗に比例することがわかるの
で、上記求めた最大電力時の電流がメイン太陽電池電流
のｍ倍であるときには、電圧変換比を現時点の値にｍの
２乗根を掛けた値に変更すれば、メイン太陽電池電流を
最大電力時の電流にすることができる。
【００２６】電圧変換部２は、昇圧チョッパ回路又は降
圧チョッパ回路或いは両チョッパ回路からなり、上記比
較部７により、制御される。
圧チョッパ回路或いは両チョッパ回路からなり、上記比
較部７により、制御される。
【００２７】
【発明の効果】上記の如く本発明によれば、従来のよう
な複雑な演算や、動作点が最大電力点まで徐々に移動し
てくるのを待つ必要がなく、応答が速くなる。また、複
雑な演算や、その結果により動作点移動方向を変更する
機構を必要としないので、装置が簡単になる。
な複雑な演算や、動作点が最大電力点まで徐々に移動し
てくるのを待つ必要がなく、応答が速くなる。また、複
雑な演算や、その結果により動作点移動方向を変更する
機構を必要としないので、装置が簡単になる。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】単結晶Ｓｉの太陽電池の電流−電力特性の一例
を示す。
を示す。
【図３】アモルファスＳｉ太陽電池の電流−電力特性の
一例を示す。
一例を示す。
【図４】従来の構成例を示す。
【図５】太陽電池の電流−電圧、電力特性を示す。
【図６】従来の制御フローチャートを示す。
１ 太陽電池 ２ 電圧変換部 ３ 第１の電流測定部 ４ センサ用太陽電池 ５ 第２の電流測定部 ６ 電流換算部 ７ 比較部
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池（１）と該太陽電池（１）の電
圧を変換して出力する電圧変換部（２）とを少なくとも
備える太陽光発電システムにおいて、 上記太陽電池（１）の電流値を測定する第１の電流測定
部（３）と、 センサ用太陽電池（４）と、 該センサ用太陽電池（４）の短絡電流値を測定する第２
の電流測定部（５）と、 上記第２の電流測定部（５）が測定した短絡電流値を予
め決められた定数倍して出力する電流換算部（６）と、 上記第１の電流測定部（３）が測定した電流値と上記電
流換算部（６）が出力する電流値とを比較して、該２つ
の電流値の比に基づいて、制御信号を電圧変換部（２）
へ出力する比較部（７）とを設け、 上記制御信号により、電圧変換部（２）における電圧変
換比を調整することにより、上記第１の電流測定部
（３）が測定した電流値と上記電流換算部（６）が出力
する電流値とを近づけるように制御することを特徴とす
る太陽光発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282571A JPH06131065A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 太陽光発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4282571A JPH06131065A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 太陽光発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06131065A true JPH06131065A (ja) | 1994-05-13 |
Family
ID=17654224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4282571A Pending JPH06131065A (ja) | 1992-10-21 | 1992-10-21 | 太陽光発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06131065A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100614570B1 (ko) * | 1998-03-30 | 2006-10-24 | 산요덴키가부시키가이샤 | 전원장치 |
| JP2010061263A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 最大電力制御装置および最大電力制御方法 |
| JP2010117744A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Sharp Corp | 太陽光発電装置および太陽光発電システム |
| CN102375467A (zh) * | 2010-08-18 | 2012-03-14 | 联咏科技股份有限公司 | 电源控制装置及方法 |
-
1992
- 1992-10-21 JP JP4282571A patent/JPH06131065A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100614570B1 (ko) * | 1998-03-30 | 2006-10-24 | 산요덴키가부시키가이샤 | 전원장치 |
| JP2010061263A (ja) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 最大電力制御装置および最大電力制御方法 |
| JP2010117744A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Sharp Corp | 太陽光発電装置および太陽光発電システム |
| CN102375467A (zh) * | 2010-08-18 | 2012-03-14 | 联咏科技股份有限公司 | 电源控制装置及方法 |
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