JPH0744251A

JPH0744251A - 電力制御装置及びそれを用いた電源装置

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Publication number: JPH0744251A
Application number: JP19010493A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kurokami; 誠路黒神; Nobuyoshi Takehara; 信善竹原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 1995-02-14
Anticipated expiration: 2015-03-15
Also published as: JP3021244B2

Abstract

(57)【要約】【目的】電源である太陽電池等から最大出力を取り出
し、太陽電池の電圧及び電流の変動も少なく、追従性も
よい最大出力を得るための制御を有した電源装置を提供
すること。【構成】電源である太陽電池に接続された電力変換手
段と、前記太陽電池の出力電力が最大となるように前記
電力変換手段の運転を制御する最大出力制御回路を有し
た太陽光発電装置において、最適動作点を探索するとき
の走査する電圧幅または電流幅を、以前に記憶された最
適動作点電圧または最適動作点電流の１％以上とするこ
とを特徴とする電源装置。【効果】電源からの電圧及び電流の変動が少なく、又
追従性もよく最大出力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力制御装置及びそれ
を用いた電源装置に関するもので、より詳しくは太陽電
池等の電源から最大出力を得ることができる電力制御装
置及びそれを用いた電源装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、石油や石炭などの化石燃料の枯
渇、地球温暖化、原発事故による放射能汚染など、環境
とエネルギーに対する関心が急速に高まっている。こう
した中で、太陽電池、風力発電や熱電発電等、再生可能
なかつ無尽蔵なクリーンエネルギー源として世界中から
期待されている。

【０００３】このような電源を用いた装置においては、
電源がインバータやチョッパなどの電力変換手段を通じ
て、負荷となる電源系統や二次電池等の独立負荷に電力
を供給するというシステムが採用されている。この電源
の一つである太陽電池は、入射した日射量をパラメータ
にした太陽電池の出力特性として、図２に示すような電
圧−電流特性、電圧−電力特性を持っており、動作点の
電流または電圧によって出力は大きく変化し、ある動作
点で出力が最大となる。（ここで電源からの出力が最大
となる、最適動作点での電圧値及び電流値を最適動作点
電圧Ｖｏｐ及び最適動作点電流Ｉｏｐと呼ぶことにす
る。）太陽電池からの出力は、日射量により大きく変化
し、日射量の増加と共に太陽電池出力が増加する傾向が
ある。それぞれの日射量における最適動作点に注目する
と、最適動作点電流Ｉｏｐは、日射量の増加と共に増加
し、一方最適動作点電圧Ｖｏｐは、日射量の変化に対し
てあまり変化せずほぼ一定である。

【０００４】このような特性をもつ電源から供給される
電力を最大とするには、電力変換手段の運転を制御する
ことにより、動作点を最適動作点とする必要がある。

【０００５】電源の出力を最大にする制御方法の一つと
して、電源である太陽電池等の出力電圧を定電圧制御す
るものがある。これは、太陽電池の最適動作点電圧Ｖｏ
ｐが、日射量の変化に対してほぼ定電圧となることを利
用している。しかし、ある定電圧で制御する場合、例え
ば温度が変化すると最適動作点電圧Ｖｏｐは変化し、取
り出される電力は最大電力から急激に低下したものとな
り、太陽電池から今一つ電力を有効に取り出すことが出
来ないという問題点を有する。また、使用する電源によ
り出力特性は異なり電圧の設定が問題となり、長年電源
を使用した場合、太陽電池等の出力特性は、電源自体の
出力特性や、日射量のばらつきさらには、汚れ具合など
様々な要素の影響を受けるので、設定電圧の予測が非常
に困難である。

【０００６】このような問題点を克服する方法として、
常に最適動作点を追従する制御方法がある。これは、太
陽電池の最適動作点を探索するために、動作点の電圧ま
たは電流を変化させ、そこで得られた電圧や電流等の情
報をもとに最適動作点となるように制御するものであ
る。この制御方法の例として、太陽電池の動作点を変化
させて、複数の動作点で、電流と電圧をサンプリング
し、電力が最大となった点の電圧となるように制御する
ものが特開昭６２−４２２１３号公報にある。また、太
陽電池の動作点を変化させることにより得られる電力の
電流微分値が、零となるように動作点を変化制御するも
のが特公昭６３−５７８０７号公報にある。さらに、太
陽電池の動作点を、ある動作点から他の動作点へ変化さ
せ、その２点の出力電力を比較して、動作点電圧の変化
方向を決めるものが特開昭６２−８５３１２号公報など
に開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来、最適
動作点を常に追従する場合において最適動作点を追従す
るために必要な情報を得るために電源の動作点を変化さ
せる場合の動作点電圧または動作点電流の変化の大きさ
に関する検討までは行われていなかった。

【０００８】しかし、動作点電圧または動作点電流の変
化量は、電源から取り出される出力電力に影響を及ぼ
し、出力電力の傾きが急であることから動作点電圧また
は動作点電流の変化量が大きいと、出力電力が低下する
ことがわかる。また、太陽電池等の電圧、電流も大きく
変化し、安定しない。

【０００９】従来の最大電力を得るための制御方法の一
例であり、複数点の動作点で電流と電圧をサンプリング
しその中で電力が最大となった点の電圧となるように制
御するものにおいては、太陽電池の温度変化は非常に遅
いと考えられていたためサンプリング間隔は数１０分以
上で十分としていたが、天候の変化は速く、また、太陽
電池の温度は日射光の影響を強く受けるので、ある程度
以上長い間一定電圧とすると最適動作点を外れて最大出
力から、大幅に低下した出力電力しか得ることはできな
い。そこで、最大出力となるように常に最適動作点に追
従していくことが望ましい。このとき、動作点の変化の
大きさ関しては、その大きさが小さいほど効率はよいが
応答が遅くなると考えられる。一方、電力変換手段を制
御する制御回路は、動作点の変化の大きさを小さくする
と高精度な部品を必要とし、コストアップは避けられな
い。このようなことから、動作点の変化の大きさの設定
は重要課題となることがわかった。

【００１０】また、太陽電池の動作点を変化させること
によって得られる電力の電流微分値が零となるように動
作点制御するものや、太陽電池の動作点をある動作点か
ら他の動作点に変化させ、その二点の電力を比較して動
作点電圧の変化方向を決めるものにおいても同様であ
り、やはり、動作点の変化の大きさの設定は重要とな
る。

【００１１】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、電源から最大出力を取り出し、追従性も
よい最大出力を得るための制御を有した電力制御装置及
びそれを用いた電源を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的は、入力電力の
動作点を検出する出力制御手段と、該出力制御手段が記
憶している最適動作点または最適動作点に近い動作点と
前記動作点とを比較し、前記比較した動作点の電圧差ま
たは電流差を記憶している最適動作点電圧または最適動
作点電流の１％以上に電力変換手段を制御する電力制御
装置により達成される。

【００１３】又、前記入力電力が太陽電池、風力発電
機、熱電発電機である電源装置によって達成される。

【００１４】

【作用】一般には動作点の変化の大きさが小さいほど太
陽電池からより多くの電力が取り出されると言われてい
る。

【００１５】その点に関して、本願発明者らの研究によ
ると、通常よく用いられるサンプリング周期１／３０ｓ
ｅｃという条件では、動作点の変化の大きさが最適動作
電圧または最適動作電流がとり得る値の１％であれば、
その大きさが小さいほど電源からより多くの電力を取り
出すことが出来るが、１％より小さくなると逆に電源か
ら取り出される電力が低下するということが明らかにな
った。これについて詳細に検討した結果、１％以下での
電力低下は応答の遅れや最適動作点探索の異常動作によ
るものだと判明した。すなわち、動作点の変化の大きさ
が小さくなると、応答が遅くなるだけなく、探索途中で
の日射変動の影響により正常に最適動作点を追尾できな
くなる場合が発生することによる電源の出力電力の低下
が起きる。

【００１６】本発明の電力制御装置及びそれを用いた電
源装置においては、出力制御手段が、最適動作点または
最適動作点により近い点を設定する際に、以前に最適動
作点または最適動作点に近い動作点と判断された動作点
から、最適動作点または最適動作点により近いと判断さ
れた動作点の設定を行う中で、以前の最適動作点または
最適動作点に近い点と判断された動作点から最も電圧差
または電流差のある動作点と、以前の最適動作点または
最適動作点に近いと判断された動作点の電圧差または電
流差を、最適動作点電圧または最適動作点電流がとり得
る値の１％以上とすることにより、応答な遅れや最適動
作点探索の異常動作が抑えられ、電源からより多くの電
力を取り出すことが出来るものである。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１８】（実施例１）本発明に係わる、電力制御装
置を用いた電力装置の一例のブロック図を、図１に示
す。この電源装置において、電源である太陽電池１の出
力端は、電力変換手段２のインバータ３に接続され、イ
ンバータ３の交流出力は、トランス９を介して交流電力
系統１０に接続してある。インバータ３に用いられるス
イッチング素子としては、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅ
ｄＧａｔｅＢｉｐｏｌａｒＴｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ）、ＧＴＯ（ＧａｔｅＴｕｒｎＯｆｆ）、ＭＯＳ
ＦＥＴなどがある。電源１の出力電圧及び出力電流は、
出力制御手段５の電圧を検出する電圧検出手段６及び電
流を検出する電流検出手段７により検出され求められ
る。電圧検出手段６から出力される検出電圧値Ｖｓ及び
電流検出手段から出力される検出電圧値Ｉｓは、ＭＰＰ
Ｔ制御回路８に入力される。ＭＰＰＴ制御回路８は、電
源の電圧値Ｖｓ及び電流値Ｉｓをディジタル量に取り込
むＡ／Ｄ変換回路１１、前記Ａ／Ｄ変換回路１１に取り
込まれた電圧値Ｖｓ及び電流値Ｉｓを記憶する記憶回路
１２、前記記憶回路１２からデータを読み込み、基準電
圧Ｖｒｅｆを算出し、指令電圧を出力する電圧指令回路
１３、前記電圧指令回路１３から出力された指令電圧
を、以降のアナログ量の指令電圧Ｖ^* として出力するＤ
／Ａ変換回路１４により構成され、具体的には、ワンチ
ップマイコンやＤＳＰなどで容易に実現でき、指令電圧
Ｖ^* を出力する。最大出力制御手段の、前記ＭＰＰＴ制
御回路８により出力された指令電圧Ｖ^* と検出電圧値Ｖ
ｓの差が、電力変換手段２のゲート制御回路４に入力さ
れる。ゲート制御回路４は、検出電圧値Ｖｓが指令電圧
Ｖ^* となるようにインバータ３を制御する。具体的に
は、インバータ３中のスイッチング素子に加えられるゲ
ートパルスを、瞬時電流値制御や正弦波三角波比較など
により、ゲートパルスのｏｎ／ｏｆｆデューティ比など
を変化させて、制御を行う。

【００１９】上記構成の電力装置において、最大出力の
制御方法として、太陽電池１の動作点を複数点変化さ
せ、その中で出力電力が最大となった動作点の電圧とな
るように制御する方法をとる。より詳しく、図３及び図
４をもとに、この電力装置の最大出力制御アルゴリズム
について説明する。以下で述べる処理が、繰り返し行わ
れ、最大出力点を追従する。ここでは、ＭＰＰＴ制御回
路８において、最適動作点または最適動作点により近い
点として判断し、そこへ設定された動作点のことを、基
準点と呼ぶことにする。また、出力制御手段５におい
て、基準点を設定する際に、以前の基準点を設定してか
ら新しい基準点を設定するまでの間中で、以前の基準点
と最も距離のある動作点と、以前の基準点の距離を、最
大基準点隔離幅と呼ぶことにする。また、このときの、
電圧幅を最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓ、電流幅を最大基
準点隔離電流幅ΔＩｓと呼ぶことにする。

【００２０】この制御アルゴリズムは、図３のようにな
っている。始めに、初期設定処理として、あらかじめ最
大基準点隔離電圧幅ΔＶｓを、最適動作点電圧Ｖｏｐと
考えられる値の２％の大きさに設定する。また、現在の
電圧を読み込み、これを基準電圧Ｖｒｅｆとして、現在
の動作点を基準点にする。この処理を行った後は、以後
の処理を繰り返し行う。

【００２１】まず、指令電圧Ｖ^* を、基準電圧Ｖｒｅｆ
を中心として、最適動作点電圧Ｖｏｐの２％である最大
基準点隔離変化幅ΔＶｓほど正負に変化させ、複数の動
作点の電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓを、順に（Ｖｓ₁ 、Ｉｓ
₁ ）、（Ｖｓ₂ 、Ｉｓ₂ ）…として読み込む。本例で
は、この指令電圧Ｖ^* の変化は、図４のように、始め
は、基準電圧Ｖｒｅｆから、基準電圧Ｖｒｅｆより最適
動作点電圧Ｖｏｐの２％、すなわち最大基準点隔離電圧
幅ΔＶｓほど小さい電圧Ｖｓ₂ まで減少させ、次に、基
準電圧Ｖｒｅｆより最適動作点電圧Ｖｏｐの２％、すな
わち最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓほど大きい電圧Ｖｓ₃
まで増加させる。この変化の間に、複数点の動作点で電
圧Ｖｓ及び電流Ｉｓを読み込み、記憶する。この実施例
においては、３点の動作点での、電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓ
を読み込み、記憶する。

【００２２】次に、読み込んだ電圧Ｖｓｉ及び電流Ｉｓ
ｉから、それぞれの点での電力Ｐｓｉを、以下の式で算
出する。

【００２３】Ｐｓｉ＝Ｖｓｉ×Ｉｓｉ算出された電力Ｐｓｉの中から、電力が最大となる点を
さがし、最大電力となった動作点の電圧を、次の基準電
圧Ｖｒｅｆとする。この場合では、最大電力となる電圧
は、Ｖｓ₃ であり、この電圧値を次の基準電圧Ｖｒｅｆ
とする。このようにして決まった基準電圧Ｖｒｅｆを、
指令電圧Ｖ^* とし、新しい基準点を設定する。

【００２４】以上の処理を、繰り返し行い、これによ
り、最大出力点の追従を行い、出力が最大となるように
する。

【００２５】ここで、電源である太陽電池出力と最大基
準点隔離電圧幅ΔＶｓの関係について述べる。図５はあ
る日射光下での最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓと太陽電池
出力電力量の関係を表したグラフであり、横軸は最大基
準点隔離電圧幅ΔＶｓを最適動作点電圧Ｖｏｐに対する
割合で表しており、縦軸はある日射光である期間太陽電
池から得られた電力量をその期間の最大取り出しうる電
力量に対する割合（電力量効率）で表したものである。
出力が交流の場合電力を測定するには、１回の動作点の
変動で少なくとも１サイクル以上の時間（５０Ｈｚの場
合２０ｍｓ、６０Ｈｚの場合１６．６ｍｓ）が必要であ
る。これより、３回の変動が必要とする探索方法では１
回あたりの探索時間が、５０Ｈｚの交流を出力するシス
テムにおいては６０ｍｓ、６０Ｈｚの交流を出力するシ
ステムでは５０ｍｓ以上の時間を要する。これ以上の探
索時間であれば、負荷が交流系統であっても差し支えな
い。図５では、サンプリング周期を３３．３ｍｓ、探索
時間を１００ｍｓとした。

【００２６】図５より、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが
１％のとき電力量効率は９９．９６％であり、最大基準
点隔離電圧幅ΔＶｓが１％より小さくなると急激に電力
量効率が低下することがわかる。太陽電池への日射光が
ほぼ一定であれば最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが小さい
ほど細かく探索できるので電力量効率がよいが、実際の
日照下のように日射光が変化するような場合では最大基
準点隔離電圧幅ΔＶｓが小さすぎると最適動作点追従に
異常動作が発生し最適動作点から逸脱することがあり、
また、応答の遅れるため図５のごとく電力量効率が低下
する。

【００２７】最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが１％から２
％の間でも電力量効率が低下しているが、低下の度合は
小さく９９．９６％以上の高い電力量効率が得られてい
る。

【００２８】また、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが２％
以上であれば最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが大きいほど
電力量効率は低下している。例えば、最大基準点隔離電
圧幅ΔＶｓが６％で電力量効率は９９．９％が得られて
いる。このため、太陽電池からより多くの電力を取り出
すには、本実施例の探索アルゴリズムにあっては最大基
準点隔離電圧幅ΔＶｓを６％以下とすることが望まし
い。

【００２９】以上のことから、最大基準点隔離電圧幅Δ
Ｖｓを最適動作点電圧Ｖｏｐの１％以上にすることで、
Ａ／Ｄ変換回路の分解能としては１０ｂｉｔあれば十分
であり、分解能１２ｂｉｔなどの高価な高精度部品を用
いることなく、太陽電池から最大電力を取り出すことが
できる。

【００３０】ところで、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓは
例えば最適動作点電圧Ｖｏｐの２％としているが、最適
動作点電圧Ｖｏｐはすでに述べている通り種々の条件で
変化するので、基準電圧を設定する度に最大基準点隔離
電圧幅ΔＶｓを設定してもよいが、日射変動や温度変化
などによる最適動作点電圧Ｖｏｐの変化の大きさは、最
適動作点電圧Ｖｏｐと比較してかなり小さいので、最適
動作点電圧Ｖｏｐを一定値とみなして最大基準点隔離電
圧幅ΔＶｓを一定値として設定しておいてもよく、これ
は、本発明の主旨から外れるものではない。また、最適
動作点電圧Ｖｏｐのだいたい大きさが既知の場合は、予
め最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓを設定してもよく、そう
でない場合は、最適動作点で動作している時の電圧値を
もとに設定することが望ましい。

【００３１】（実施例２）始めに、初期設定処理とし
て、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓの設定を行う。最大基
準点隔離電圧幅ΔＶｓは、最適動作点電圧Ｖｏｐと考え
られる値の２％の大きさに設定する。このとき、実施例
１で述べたように、日射変動や温度変化などによる最適
動作点電圧Ｖｏｐの変化大きさは、最適動作点電圧Ｖｏ
ｐの大きさと比べると小さいので、最適動作点電圧Ｖｏ
ｐは一定とみなして、あらかじめ最大基準点隔離電圧幅
ΔＶｓを一定値として設定しておく。また、現在の動作
点を基準点とするために、電圧を読み込み、それを基準
電圧Ｖｒｅｆとする。以上の初期処理が終了後、以降の
処理と繰り返し行なう。

【００３２】まず、指令電圧Ｖ^* を基準電圧Ｖｒｅｆに
最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓを加えた電圧値とする（Ｖ
^* ←Ｖｒｅｆ＋ΔＶｓ）。このときの、電圧Ｖｓ₁ 及び
電流Ｉｓ₁ を読み込み、記憶する。次に、指令電圧Ｖ^*
を基準電圧Ｖｒｅｆから最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓを
引いた電圧値とする（Ｖ^* ←Ｖｒｅｆ＋ΔＶｓ）。この
ときの、電圧Ｖｓ₂ 及び電流Ｉｓ₂ を読み込み、記憶す
る。

【００３３】次に、今読み込んだ２つの動作点の電圧と
電流を用いて、２つの動作点の平均電圧であるＶａｖ、
２つの動作点の平均電流Ｉａｖ、２つの動作点の電圧の
差であるΔＶ、２つの動作点の電流の差であるΔＩを算
出する。すなわち、以下の式で表される演算を行う。

【００３４】Ｖａｖ＝（Ｖｓ₁ ＋Ｖｓ₂ ）／２Ｉａｖ＝（Ｉｓ₁ ＋Ｉｓ₂ ）／２ ΔＶ＝Ｖｓ₁ −Ｖｓ₂ ΔＩ＝Ｉｓ₁ −Ｉｓ₂ このようにして得られたＶａｖ、Ｉａｖ、ΔＶ、ΔＩよ
り、電力の電流微分値ｄＰ／ｄＩを以下の式のように求
める。

【００３５】ｄＰ／ｄＩ＝Ｖａｖ＋Ｉａｖ×（ΔＶ／ΔＩ）ここで、先の動作点の変化は、電圧変化で、最適動作点
電圧Ｖｏｐの４％と、非常に小さいので、上式により与
えられるｄＰ／ｄＩは、電力の電流微分値とみなすこと
が出来る。

【００３６】動作点が最適動作点に到達したとき、ここ
で得られた電力の電流微分値ｄＰ／ｄＩが零となり、太
陽電池の出力電圧は最大となる。電力の電流微分値ｄＰ
／ｄＩが零の時は、最適動作点にいるので、基準電圧Ｖ
ｒｅｆは変化させない。電力の電流微分値ｄＰ／ｄＩが
零より大きいときは、電流を増加させる、すなわち基準
電圧Ｖｒｅｆを減少させれば良く、ｄＰ／ｄＩが零より
小さいときは、電流を減少させる、すなわち基準電圧Ｖ
ｒｅｆを増加させれば良い。また、基準電圧Ｖｒｅｆの
変化量は、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓとする。これを
まとめると、以下のようになる。

【００３７】ｄＰ／ｄＩ＝０の場合、Ｖｒｅｆはそのま
まｄＰ／ｄＩ＞０の場合、Ｖｒｅｆ←Ｖｒｅｆ−ΔＶｓｄＰ／ｄＩ＜０の場合、Ｖｒｅｆ←Ｖｒｅｆ＋ΔＶｓここで設定された基準電圧Ｖｒｅｆを、電圧指令値Ｖ^*
として出力し、新しい基準点を設定する。このような処
理を繰り返し行うことにより、最適動作点の追従が行わ
れて、出力が最大となるようにする。

【００３８】ここで、太陽電池出力と最大基準点隔離電
圧幅ΔＶｓの関係について述べる。図７は、出力電力を
最大にするこの制御方法における最大基準点隔離電圧幅
ΔＶｓと、太陽電池出力の関係を示したグラフであり、
横軸は最大隔離電圧幅ΔＶｓを最適動作点電圧Ｖｏｐに
対する割合で表したものであり、縦軸はある日射光下で
のある期間の太陽電池からの出力された電力量を最大取
り出しうる電力量に対する割合で表したもの（電力量効
率）である。なお、この実施例においても、実施例１と
同様の制御系を有している。

【００３９】図７によると、最大基準点隔離電圧幅ΔＶ
ｓが１％で電力量効率は９９．９％が得られており、最
大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが１％より小さくなると電力
量効率は大きく低下している。これは、最大基準点隔離
電圧幅ΔＶｓが小さいため、日射光変動の影響を受け最
適動作点探索が異常動作を起こす場合があり、また、応
答が遅いために電力量効率が低下している。

【００４０】最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが１％から２
％強の間では、電力量効率の低下がみられるが、その度
合は小さく、電力量効率は９９．９０％以上が得られて
いる。

【００４１】最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが２％以上で
は、その大きさが大きくなるほど電力量が急激に低下し
ている。例えば、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが５％で
電力量効率が９９．９０％が得られており、太陽電池か
ら最大電力を取り出すには最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓ
を５％程度以下にすることが望ましく、この場合であれ
ば、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓが２．５％のとき最も
多くの電力を取り出せる。

【００４２】以上のように、最大基準点隔離電圧幅ΔＶ
ｓを最適動作点電圧Ｖｏｐの１％以上にすることで、分
解能がそれほど高くない安価な部品を用いて電源である
太陽電池等から多くの電力を取り出せる。

【００４３】上記例では、太陽電池として、アモルファ
ス系太陽電池を用いているが、アモルファス系太陽電池
の電圧−電力特性は、結晶系の太陽電池と比べると、最
適動作点付近での電圧変化に対する出力電力の変化は少
なく、最大出力をさらに効率よく引き出すことが出来
る。

【００４４】（実施例３）本発明に係わる、電源装置の
さらに他の例について述べる。この電源装置は、図８の
ような構成をしているおり、電源である太陽電池１の出
力端は直流電力を出力するチョッパ１５に接続されてお
り、チョッパ１５の出力端は直流負荷１６に接続してあ
る。最大出力制御回路５は、実施例１あるいは実施例２
と同様の構成であり、太陽電池１のから最大の出力が得
られるように制御する。また。この電源装置において、
最大出力の制御方法として、実施例１と同様に、太陽電
池１の動作点を複数点変化させ、その中で出力電力が最
大となった動作点の電圧となるように制御する方法をと
る。

【００４５】このような構成の電源装置における太陽電
池出力の電力量効率と最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓの関
係は実施例１で述べたものと同様になり、最大基準点隔
離電圧幅ΔＶｓが１％より小さいと、電力量効率は低下
する。従って、最大基準点隔離電圧幅ΔＶｓを最適動作
点電圧Ｖｏｐの１％以上にすることで、高価な高精度部
品を用いることなく、太陽電池から最大電力を取り出す
ことができる。

【００４６】ところで、本例では、電力変換手段２から
は直流を出力しており、交流５０Ｈｚや６０Ｈｚの出力
よりも探索時間を短くし応答を速くすることはできる
が、制御系に高速応答性が必要となりコストは高くな
る。

【００４７】

【発明の効果】このように、入力電力の動作点を検出す
る出力制御手段と、該出力制御手段が記憶している最適
動作点または最適動作点に近い動作点と前記動作点とを
比較し、前記比較した動作点の電圧差または電流差を記
憶している最適動作点電圧または最適動作点電流の１％
以上に電力変換手段を制御すること電力制御装置により
分解能がそれほど高くない安価な部品で制御系が構成さ
れているにもかかわらず、電源である太陽電池等から非
常に効率よく電力を取り出すことが出来る。

【００４８】また、太陽電池として非単結晶半導体を用
いることで、動作点を変化させたときの電力低下が少な
く、太陽電池の電力をより効率よく取り出すことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる実施例の電源装置のブロック図
である。

【図２】太陽電池の電圧−電流特性及び電圧−電力特性
のグラフを示す図である。

【図３】本発明に係わる実施例の最大出力制御の流れ図
である。

【図４】本発明に係わる実施例のタイムチャートを示す
図である。

【図５】本発明に係わる実施例のΔＶｓ／Ｖｏｐ−電力
量効率特性の図である。

【図６】本発明に係わる他の実施例の最大出力制御の流
れ図である。

【図７】本発明に係わる他の実施例のΔＶｓ／Ｖｏｐ−
電力量効率特性の図である。

【図８】本発明の別の電源装置を示した図である。

【符号の説明】

１太陽電池２電力変換手段３インバータ４ゲート制御回路５最大出力制御手段６電圧検出手段７電流検出手段８ＭＰＰＴ制御回路９トランス１０交流電力系統１１Ａ／Ｄ変換回路１２記憶回路１３電圧指令回路１４Ｄ／Ａ変換回路１５チョッパ１６直流負荷

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力電力の動作点を検出する出力制御手
段と、該出力制御手段が記憶している最適動作点または
最適動作点に近い動作点と前記動作点とを比較し、前記
比較した動作点の電圧差または電流差を記憶している最
適動作点電圧または最適動作点電流の１％以上に電力変
換手段を制御することを特徴とする電力制御装置。
【請求項２】前記入力電力が太陽電池、風力発電機、
熱電発電機であることを特徴とする請求項１記載の電源
装置。
【請求項３】前記太陽電池が非晶質半導体であること
を特徴とする請求項２記載の電源装置。