JPS5976121A - 太陽光発電装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は太陽電池で太陽光から電力を得る太陽光発電
装置に関する。

第１図は一般の配電系統に電力を供給する太陽光発電装
置を示す。

図において、　Ｑ）は太陽電池で、シリコン単結晶。

シリコンリボン結晶、　ＧａＡｓ　、アモルファス等に
よって構成されている。太陽電池α）の出力は電力変換
装置（ＸＯに接続される。電力変換装置（２）はトラン
ジスタ、サイリスタ、　ＧＴＯ等の半導体によって太陽
電池発生電力（直流）と交流に変換する。即ちインバー
タである。（３）は電力及換装ｆｔｉ　（２）と制御す
るための制御装置である。゛電力変換装置（３）の出力
は連系装置（４）に接続され交流配電系統（５）へ電力
と供給する。連系装置（４）は連系用の交流リアクトμ
及び開閉器によって構成されている。

上記構成において、電力交換装置（乃は制御装置（３）
によシ、連系装置（４）の出力電圧が配電系統電圧に一
致する様に電圧制御と行なうと共に、太陽電池出力を最
大限に導く制御（以下最大電力制御と呼ぶ）ｆ：行なう
。

第２図は太陽電池の出力特性ご示し、横軸に電圧、縦軸
に電流と電力とを示している。第２図においてｓ　（ａ
−１）は太陽入射光量が大きい時の電圧−電流特性を示
し、（ｂ−１）はこの特性に対応した電力特性と示して
いる。（ａ−２）は太陽電池が雲等の影響で入射光量が
大変小さい場合の電圧−電流特性ご示し、（ｂ−２）は
その時の電力特性を示している。Ｃｃ）は最大電力を導
出するのに必要な最適動作電圧Ｖｏｐの一例と示してい
る。最適動作電圧Ｖｏｐは各入射光量及び温度によって
変化する。

最大電力制御は最適動作電圧Ｖｏｐを制御基準信号とし
て電力変換装置（２）の出力電圧と系統電圧との位相を
制御して電力制御を行なう。最適動作電圧Ｖｏｐは太陽
電池の入射エネμギーと温度に依存し、数式モデルが可
能である。

太陽電池（１ンの出力電圧は最適動作電圧Ｖｏｐによっ
て制御されるので、当然電圧制御機能が必要となり、一
般的には電力変換装置（乃においてインバータＩＥ　Ｐ
ＷＭ　（パルス巾変調）方式によるか、あるいはインバ
ータの前段にチョッパを設けて行なう方法がとられる。

太陽電池α）への入射光量が小さくなり、電力変換装置
（２）の損失と下回ると、エネμギーの供給源がなくな
り、太陽電池出力電圧は急激に低下し、又電力変換装置
等の出力電圧も低下し運転不能となる。この之め、通常
、太陽電池（１）の出力端子に電圧検出器（図示せず）
ｔ−設け、下限りミツターによって、ゲートしゃ断を行
なっている。この下限りミツターの設定は通常入射光量
が最も大きい時の最適動作電圧Ｖｏｐに対し、６０〜７
０％位である。

ゲートしゃ断後、再び入射光量が大きくなって再度運転
する信号が問題となるが、従来は手動介入にて行なう方
法、又はゲートしゃ断時の太陽電池の開放電圧Ｖｏｃ　
ｋ検出し、開放電圧Ｖｏｃが所定の値以上になれば運転
再開時の太陽電池（１）の出力電圧が電力変換装置（２
）の損失を上回ったとして、運転再開信号を出していた
。しかし、開放電圧Ｖｏｃは最適動作電圧Ｖｏｐと同様
に入射光量及び温度に依存（特に温度による変化が大）
するので、運転を再開する時の開放電圧Ｖｏｃ　’ｆ：
設定するのは難かしい。例えば、所定の入射光量になっ
た時に運転を再開するように入射光量に対応した開放電
圧Ｖｏｃ　ｔ″設定ておくと、開放電圧は温度が下ると
上昇するので、温度が下った場合には太陽電池（１）の
出力が損失量ＰＬに達しないことがあり、反対に温度が
上昇した場合には、入射光量がかなりあり太陽電池α）
の出力が電力変換装置（２）の損失量を越えたにもかか
わらず、運転再開の信号が得られないことがある。

この発明は上記欠点を解消するためになされたもので、
太陽光の入射光量が所定値に達したとき上記太陽電池か
ら負荷へ電力を供給することによって、運転開始時点の
設定が容易であり、自動運転が可能となる太陽光発電装
置を提供する。

以下、図について説明する。第３図及び第４図において
、（６）は日射計で、太陽光の入射光量に応じた電流を
流す太陽電池素子によって構成され、太陽電池素子の電
流に応じた検出信号εを出力する。（７）は第１の設定
器で、電力変換装置（２）の損失量Ｐｔに相当する出力
を太陽電池（１）が出している時に、太陽電池（１）に
入射している入射光量εに応じた基準信号εｔを出力す
る。Ｔ８＋は第２の設定器で、基準信号εｔより４大き
い信号εｔ＋Δεを出力する。

（９）は比較器で、ε〈εｔとなった時点から入射光量
の回復によってε〉εｔ＋Δεとなるまでの開動作して
出力と出す。電力変換装置（匂のゲート信号は比較器（
９）の出力がある期間しゃ断されるようになっている。

運転中に雲などの影響によって太陽電池（１）への入射
光量が低下し、太陽電池（υの出力が低下すると、これ
に応じて日射計（６）の検出信号εも低下することにな
る。そして、ε＜ａｔとなると比較器（９）が動作して
出力を出し、電力変換装置（２）のゲート信号がしゃ断
される。その後、入射光景が回復して、ε〉εｔ＋Δε
となると、比較器（９）の出力がなくなり、電力変換装
置Ｃ）のゲート信号のしゃ断が解除され、負荷への電力
の供給が再開される。

日射計（６）の検出信号εは、電力変換装＠■のゲート
しゃ断によって太陽電池（１）の出力端子間が開放され
ている時も、太陽電池（１）が負荷と接続された状態に
おける出力電圧に見合った値になる。このため、電力変
換装置（２）の運転と再開する（ゲート信号のしゃ断を
解除・する）のに日射計（６）の検出信号εと使用する
と、温度変化などによる運転再開時の太陽電池（１）の
出力電圧の精度を従来より向上させることができる。

比較器（９）は入射光景εが第１の設定器（７）の設定
値εｔで動作し、第２の設定器（８）の設定値εｔ＋Δ
εで復帰するようにヒステリシスを持たせであるので、
入射光量εがεｔの近傍で、電力変換装置（ののゲート
オン・オフの極度のハンチングが起るのことはない。　
　　　□ なお、上記この発明の一実施例は日射計（６）で入射光
量εを検出するものについて説明したが、１個の太陽電
池素子とこの太陽電池素子の短絡電流を検出して電流信
号Ｉｓｃト出す電流検出器とと設け、この電流信号Ｉｓ
ｃと、太陽電池（１）の出力が電力変換装置（ｐの損失
量ＰＬに等しい時に太陽電池（１）に入射している入射
光量εに応じ九基準信号ｌ５ｃｔと、基準信号ｌ５ｃｔ
よりΔＩｓｃ大きい基準信号ｌ５ｃｔ＋ΔＩｓｃとによ
って、比較器（９）が第５図に示すように動作するよう
に構成し聾も、効果が声る。

なお、入射光ｔが低下して、電力変換装置■の損失量を
下回ると、太陽電池の出力電圧が急激に低下する事から
、太陽電池（１）の出力電圧を検知し、第１の設定器（
７）０代りに太陽電池出力電圧下限設定器として、ゲー
ト０ＩＦＩＦ３？信号を取り出し、復帰レペμは日射計
（６）するいは検出器（ｌＯ）の出力とする方式と併用
することも可能である。

また、電力変換装置（２）がインバータの場合について
説明したが、直流チョッパのみによって構成されたもの
に適用しても効、果がある。また、電力変換装＠（２）
を通さずバッテリなどの負荷に供給するものに適用して
も効果がある。

以上のようにこの発明によれば、太陽光の入射光量【検
出し、入射光量が所定値に達したとき、負荷への電力の
供給を開始するようにしたので、運転開始時点の設定が
容易であり、自動逓伝が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は太陽光発電装置の基本構成を示すブロック図、
第２図は太陽光発電装置の出力特性と示すグラフ、第３
図はこ、の発明の一実施例のブロック図、第４図はこの
発明の一実施例の動作説明図。 第５図はこの発明の他の実施例の動作説明図である。 図中、α）は太陽電池、（匂は電力変換装置、（６）は
日射計、（７）は第１の設定器、（８）は第２の設定器
、（９）は比較器である。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　葛野信− 第１図 第２図 電圧□Ｖ 第３図 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽電池の電力を負荷に供給するものにおいて、
   太陽光の入射光量が所定値に達したとき上記太陽電池か
   ら上記負荷へ電力を供給することを特徴とする太陽光発
   電装置。
2. （２）入射光量は太陽電池素子の電流から算出すること
   と特徴とする特許請求の範囲第１項記載の太陽光発電装
   置。