WO2024063087A1 - 発電システム - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a power generation system that converts the power generated by a power generation device into power suitable for a load and supplies it.
  • Patent Document 1 includes a capacitor connected to a solar cell, and when the amount of power generated by the solar cell exceeds a predetermined value, power from the solar cell is supplied to a load, and the amount of power generated by the solar cell is below a predetermined value. In this case, power from solar cells is used to charge a capacitor.
  • One aspect of the present invention provides a power generation system that can utilize the weak power of multiple power generation devices connected in parallel to a power conversion device by charging a capacitor without using a switch element.
  • One aspect of the present invention includes a plurality of power generation devices, a plurality of diodes that prevent backflow to each of the plurality of power generation devices, a converter that converts the generated power of the plurality of power generation devices into power suitable for a load, and a capacitor connected to a common wiring that connects the plurality of diodes and the converter.
  • FIG. 1 is a diagram showing a circuit configuration of an embodiment of a power generation system.
  • FIG. 2 is a diagram showing the PV characteristics of the power generation device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between generated power and capacitor voltage.
  • the power generation system 1 of the present embodiment converts the power generated by n power generation devices 2 1 to 2 n (n is an integer of 2 or more) into power suitable for a load 4 using a power conversion device 3. Convert and supply.
  • the power generation system 1 includes power generation devices 2 1 to 2 n , a connection box 5, and a power conversion device 3.
  • the power generation devices 2 1 to 2 n are power generation facilities of a type in which the power generated varies depending on the external environment, such as solar cells or plant power generation that generate power from natural energy.
  • the power generation device 2 will be described as a solar cell.
  • the power generation devices 2 1 to 2 n have the same PV characteristics. As shown in FIG. 2, the power generation devices 2 1 to 2 n have a PV characteristic in which the maximum power point voltage V MPP , at which the generated power is highest, hardly changes even if the solar radiation changes.
  • the junction box 5 includes n input terminals Tin 1 to Tin n connected to the power generation devices 2 1 to 2 n , respectively, and an output terminal Tout 1 .
  • Input terminals Tin 1 to Tin n are connected to output terminal Tout 1 via backflow prevention diodes D 1 to D n , respectively.
  • the diodes D 1 to D n have anodes connected to the input terminals Tin 1 to Tin n , respectively, and cathodes connected to the output terminal Tout 1 .
  • the wiring lengths of the lines connecting the power generation devices 2 1 to 2 n and the input terminals Tin 1 to Tin n of the junction box 5, respectively, are approximately unified to L 1 .
  • the wiring lengths of the lines connecting the input terminals Tin 1 to Tin n and the output terminal Tout 1 are approximately unified to L 2 .
  • the power conversion device 3 includes a capacitor 31 and a converter 32.
  • the capacitor 31 is connected to the wiring X that connects the output terminal Tout 1 of the junction box 5 and the input terminal Tin 0 of the converter 32. In other words, the capacitor 31 is connected to the wiring X without a switch element.
  • the wiring X is a common wiring that connects the cathodes of the diodes D 1 to D n and the input terminal Tin 0 of the converter 32.
  • the capacitor 31 shows a charging curve in which the voltage gradually increases from 0V due to charging, and the generated power of the power generation devices 2 1 to 2 n is directly charged through the junction box 5.
  • the capacitor 31 functions as a buffer that supports the voltage required for the operation of the converter 32 during normal times when the power generation devices 2 1 to 2 n generate sufficient power.
  • the lower limit of the capacity of the capacitor 31 is determined by the loss of the converter 32, and the upper limit of the capacity of the capacitor 31 is determined by the charging time (power amount) that the power generation devices 2 1 to 2 n want to secure during low power generation (weak light in the case of solar cells).
  • a nano hybrid capacitor (NHC) or a super redox capacitor (SRC) can be used as the capacitor 31 .
  • the converter 32 is a converter that converts the generated power of the power generation device 2 inputted from the input terminal Tin 0 into power suitable for the load 4 and outputs it from the output terminal Tout 0 .
  • a DC-AC converter for example, a power conditioner
  • a DC-DC converter for example, a charging device
  • the converter 32 operates by controlling the capacitor voltage Vc so that the voltage of the capacitor 31, i.e., the voltage of the wiring X (hereinafter referred to as the capacitor voltage Vc), matches a preset voltage command value VA.
  • the capacitor voltage Vc is fixed to the voltage command value VA, and the power generated by the power generation device 2 and the output power of the converter 32 are equal.
  • the voltage command value VA is determined by setting in advance the voltage drop Vd of the line of wiring length L 3 from the power generating devices 2 1 to 2 n to the converter 32, and determining the maximum power point voltage V MPP of the power generating devices 2 1 to 2 n .
  • the voltage drop Vd is subtracted from the voltage drop Vd.
  • the shortest distance between each power generation device 2 1 to 2 n and the input terminal Tin0 is shown as the wiring length L 3 , but if the wiring is bent, each wiring The total length of is the wiring length L3 .
  • the wiring length L3 is a value obtained by adding the wiring length of the common wiring X to the wiring length L1 +wiring length L2 . That is, the wiring length from the power generation devices 2 1 to 2 n to the converter 32 is unified to L 3 .
  • the maximum power point voltage V MPP of the power generation devices 2 1 to 2 n remains approximately constant even if the solar radiation changes, as described above. Therefore, by controlling the voltage so that the capacitor voltage Vc matches the voltage command value VA (maximum power point voltage V MPP - voltage drop Vd), the power generation devices 2 1 to 2 n can operate at the maximum power point MPP. Become.
  • the voltage command value VA may be the maximum power point voltage V MPP of the power generation devices 2 1 to 2 n .
  • the voltage command value VA may be calculated based on the input current Iin of the converter 32, using the maximum power point voltage V MPP and the wiring impedance im of the wiring length L 3 as known values.
  • the input current Iin of the converter 32 is detected by an input current sensor 34 built into the converter 32 or an external current sensor.
  • the voltage drop Vd of the wiring length L3 can be expressed as wiring impedance im ⁇ input current Iin. Therefore, the converter 32 calculates the voltage command value VA as the maximum power point voltage V MPP - (wiring impedance im ⁇ input current Iin). Since the voltage drop Vd of the wiring length L3 , which changes according to the total power generation amount of the power generation devices 2 1 to 2 n , can be reflected, the power generation devices 2 1 to 2 n can operate more accurately at the maximum power point MPP. Become.
  • the construction contractor installs multiple power generation devices (for example, solar panels) at the installation location, unless specified by the manufacturer, the construction contractor will install a line connecting the multiple power generation devices and the connection box 5. Do not standardize the wiring lengths. If the manufacturer specifies that the wiring lengths of the lines be unified, the lengths of the lines connecting the plurality of power generators and the connection box 5 are almost unified, and the voltage drops in each line are also almost unified.
  • the junction box 5 is designed so that the lengths of the plurality of lines in the junction box 5 are approximately equal.
  • the converter 32 has an operation stop voltage VL set in advance, and stops the conversion operation when the capacitor voltage Vc becomes lower than the operation stop voltage VL.
  • the converter 32 is inactive, the power generated by the power generation device 2 is charged in the capacitor 31, and the capacitor voltage Vc increases.
  • the converter 32 is preset with an operation start voltage VH higher than the operation stop voltage. Converter 32 starts a conversion operation when capacitor voltage Vc exceeds operation start voltage VH.
  • the operation start voltage VH is set to a value lower than the voltage command value VA.
  • Fig. 3 shows the time transition of the total generated power of the power generation devices 2 1 to 2 n
  • Fig. 3 shows the time transition of the capacitor voltage Vc.
  • Capacitor 31 functions as a buffer to support the voltage necessary for operation of converter 32.
  • the power output from the converter 32 to the load 4 is equal to the total generated power of the power generating devices 2 1 to 2 n .
  • the minimum operating power setting value PL is the operating power of the converter 32 below which the efficiency of the converter 32 is low and most of the generated power of the power generation device 2 is lost in the converter 32.
  • the minimum operating power setting value PL is not a value set externally but a value set according to the characteristics of the converter 32.
  • the converter 32 stops the conversion operation.
  • the capacitor 31 is charged with the total generated power of the power generators 2 1 to 2 n . From time T 2 to time T 3 , capacitor voltage Vc increases. That is, even if the total generated power of the power generation devices 2 1 to 2 n is less than the minimum operating power setting value PL and the power is so weak that it is lost in the converter 32, the capacitor 31 is charged.
  • the converter 32 When the capacitor voltage Vc exceeds the operation start voltage VH at time T3 , the converter 32 starts the conversion operation. When the capacitor voltage Vc decreases and falls below the operation stop voltage VL at time T4 , the converter 32 stops the conversion operation.
  • the weak electric power generated by the power generating devices 2 1 to 2 n from time T 2 to time T 3 is charged to the capacitor 31, and then supplied to the load 4 by the converter 32 from time T 3 to time T 4 .
  • the capacitor voltage Vc exceeds the operation start voltage VH and the power generated by the power generation device 2 exceeds the minimum operating power setting value PL at time T5 when the converter 32 starts the conversion operation, the capacitor voltage Vc is A transition will be made to a state where the voltage command value VA is fixed.
  • the power conversion device can also be described as follows.
  • the power generation system 1 includes power generation devices 2 1 to 2 n and a plurality of diodes D 1 to D n (junction boxes) that prevent backflow to the power generation devices 2 1 to 2 n , respectively. 5), a converter 32 that converts the power generated by the power generators 2 1 to 2 n into power suitable for the load, and a capacitor 31 connected to the wiring X that connects the junction box 5 and the converter 32. Be prepared.
  • the weak power of the power generation devices 2 1 to 2 n connected in parallel to the power conversion device 3 is charged to the capacitor 31 without using a switch element. Can be used.
  • the power generation system 1 can efficiently generate power using each of the power generation devices 2 1 to 2 n even if the solar radiation is different.
  • the converter 32 may perform constant voltage control so that the capacitor voltage Vc of the capacitor 31 becomes a preset voltage command value VA.
  • the power generated by the power generation devices 2 1 to 2 n can be efficiently utilized.
  • the respective wiring lengths L 3 from the plurality of power generation devices 2 1 to 2 n to the converter 32 are set equal, and the voltage command value VA is It may be set to a value obtained by subtracting the voltage drop Vd due to a line with a wiring length L 3 from the maximum power point voltage V MPP of 1 to 2 n .
  • the power generation devices 2 1 to 2 n can be operated at the maximum power point MPP.
  • mounting multiple solar panels on a moving object can shorten the wiring length L3 , so it is not practical to consider the voltage drop Vd due to the wiring length L3 .
  • a power generation system 1 can be constructed.
  • the converter 32 performs constant voltage control so that the capacitor voltage Vc of the capacitor 31 becomes the maximum power point voltage V MPP of the power generation devices 2 1 to 2 n . Good too.
  • the voltage command value VA when the wiring length L3 is short and the voltage drop Vd is small, the voltage command value VA can be set without considering the wiring length L3 . , the setting of the voltage command value VA can be simplified.
  • the converter 32 stops operation when the voltage of the capacitor 31 falls below a preset operation stop voltage VL lower than the voltage command value VA, and The operation may be started when the voltage exceeds a preset operation start voltage VH which is higher than the operation stop voltage VL.
  • the switching element can be activated by simply setting the operation stop voltage VL at which the converter 32 stops operating and the operation start voltage VH at which the converter 32 starts operating.
  • the weak power of the power generation devices 2 1 to 2 n can be used to charge the capacitor 31 without using it.
  • the converter 32 performs constant voltage control so that the capacitor voltage Vc of the capacitor 31 becomes the voltage command value VA calculated based on the input current Iin. Good too.

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Abstract

発電システム（１）は、発電装置（２１～２ｎ）と、発電装置（２１～２ｎ）への逆流をそれぞれ防止する複数のダイオード（Ｄ１～Ｄｎ）を備える接続箱（５）と、発電装置（２１～２ｎ）の発電電力を負荷に適合する電力に変換する変換器（３２）と、接続箱（５）と変換器（３２）とを接続する共通の配線に接続されたキャパシタ（３１）と、を備える。変換器（３２）は、キャパシタ（３１）のキャパシタ電圧（Ｖｃ）が予め設定された電圧指令値（ＶＡ）になるように定電圧制御する。

Description

発電システム
　本発明は、発電装置の発電電力を負荷に適合する電力に変換して供給する発電システムに関する。
　近年、太陽電池が普及しているが、太陽電池による発電電力は、季節や天候等の環境条件によって左右されてしまい、悪条件では微弱な発電電力しか得ることができない。微弱な発電電力はパワーコンディショナやＤＣ－ＤＣコンバータ等でロスしてしまうため使用できていないのが現状である。微弱な発電電流をキャパシタで効率良く回収して、太陽電池の発電電力を効率的に利用する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１では、太陽電池に接続されたキャパシタを備え、太陽電池の発電量が所定値を超える場合に、太陽電池からの電力を負荷に供給し、太陽電池の発電量が所定値以下である場合に、太陽電池からの電力をキャパシタに充電している。
特開２０１８－１２９９８０号公報
　従来技術では、太陽電池の発電量に応じたスイッチ素子のオンオフによってキャパシタへの充電の有無を制御している。従って、複数の太陽電池を設置する場合、それぞれの発電量が異なるため、複数の太陽電池のそれぞれにスイッチ素子を設け、太陽電池の発電量に応じてオンオフするという煩雑な制御が必要となってしまう。
　本発明の一態様は、電力変換装置に並列に接続された複数の発電装置の微弱電力を、スイッチ素子を用いることなく、キャパシタに充電して活用できる発電システムを提供する。
　本発明の一態様は、複数の発電装置と、複数の前記発電装置への逆流をそれぞれ防止する複数のダイオードと、複数の前記発電装置の発電電力を負荷に適合する電力に変換する変換器と、複数の前記ダイオードと前記変換器とを接続する共通の配線に接続されたキャパシタと、を備える。
発電システムの実施の形態の回路構成を示す図である。 図１に示す発電装置のＰ－Ｖ特性を示す図である。 発電電力とキャパシタ電圧との関係を示す図である。
　以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下の実施の形態において、同様の機能を示す構成には、同一の符号を付して適宜説明を省略する。
　本実施の形態の発電システム１は、図１を参照すると、ｎ台（ｎは２以上の整数）の発電装置２１～２ｎの発電電力を、電力変換装置３によって負荷４に適合する電力に変換して供給する。発電システム１は、発電装置２１～２ｎと、接続箱５と、電力変換装置３とを備える。
　発電装置２１～２ｎは、自然エネルギーから発電を行う太陽電池や植物発電等の外部環境によって発電電力が変動するタイプの発電設備である。本実施形態において、発電装置２は、太陽電池として説明する。
　発電装置２１～２ｎは、同じＰ－Ｖ特性を有する。発電装置２１～２ｎは、図２に示すように、日射が変化しても発電電力が最も高くなる最大電力点電圧ＶＭＰＰがほとんど変化しないＰ－Ｖ特性を有する。
　接続箱５は、発電装置２１～２ｎにそれぞれ接続されるｎ個の入力端子Ｔｉｎ１～Ｔｉｎｎと、出力端子Ｔｏｕｔ１とを備える。入力端子Ｔｉｎ１～Ｔｉｎｎは、それぞれ逆流防止用のダイオードＤ１～Ｄｎを介して出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。ダイオードＤ１～Ｄｎは、アノードがそれぞれ入力端子Ｔｉｎ１～Ｔｉｎｎに接続され、カソードが出力端子Ｔｏｕｔ１に接続される。
　発電装置２１～２ｎと、接続箱５の入力端子Ｔｉｎ１～Ｔｉｎｎと、をそれぞれ接続するラインの配線長は、Ｌ１にほぼ統一されている。
　接続箱５内において、入力端子Ｔｉｎ１～Ｔｉｎｎと、出力端子Ｔｏｕｔ１と、をそれぞれ接続するラインの配線長は、Ｌ２にほぼ統一されている。
　電力変換装置３は、キャパシタ３１と、変換器３２と、を備える。
　キャパシタ３１は、接続箱５の出力端子Ｔｏｕｔ１と変換器３２の入力端子Ｔｉｎ０とを接続する配線Ｘに接続されている。換言すれば、キャパシタ３１は、配線Ｘにスイッチ素子を介することなく接続されている。配線Ｘは、ダイオードＤ１～Ｄｎのカソードと変換器３２の入力端子Ｔｉｎ０とを接続する共通の配線である。キャパシタ３１は、充電によって電圧が０Ｖから逓増する充電カーブを示し、発電装置２１～２ｎの発電電力が接続箱５を介して直接充電される。キャパシタ３１は、発電装置２１～２ｎが十分な電力を発電している通常時に、変換器３２の動作に必要な電圧を支えるバッファとして機能する。キャパシタ３１の容量の下限は、変換器３２の損失から決定され、キャパシタ３１の容量の上限は、発電装置２１～２ｎが低発電時（太陽電池の場合の微弱光時）に確保したい充電時間（電力量）で決定される。
　キャパシタ３１は、ナノハイブリッドキャパシタ（ＮＨＣ）や、スーパーレドックスキャパシタ（ＳＲＣ）を用いることができる。
　変換器３２は、入力端子Ｔｉｎ０から入力される発電装置２の発電電力を負荷４に適合する電力に変換して出力端子Ｔｏｕｔ０から出力するコンバータである。負荷４が交流系統や自家消費等であり、適合する電力が交流電力である場合、変換器３２としてＤＣ―ＡＣコンバータ（例えば、パワーコンディショナ）が採用される。負荷４が蓄電池等であり、適合する電力が直流電力である場合、変換器３２としてＤＣ―ＤＣコンバータ（例えば、充電装置）が採用される。
　変換器３２は、キャパシタ３１の電圧、すなわち配線Ｘの電圧（以下、キャパシタ電圧Ｖｃと称す）が予め設定された電圧指令値ＶＡと一致するように、キャパシタ電圧Ｖｃの電圧制御で動作する。例えば、発電装置２が太陽電池である場合、最大電力点追従制御（ＭＰＰＴ制御）を行わない。発電装置２が十分な電力を発電している通常時には、キャパシタ電圧Ｖｃは、電圧指令値ＶＡに固定され、発電装置２の発電電力と変換器３２の出力電力とが等しくなる。
　電圧指令値ＶＡは、発電装置２１～２ｎから変換器３２までの配線長Ｌ３のラインの電圧降下Ｖｄを予め設定しておき、発電装置２１～２ｎの最大電力点電圧ＶＭＰＰから電圧降下Ｖｄを減算した値に設定されている。なお、図１においては、単純化のため各発電装置２１～２ｎと入力端子Ｔｉｎ０との間の最短距離を配線長Ｌ３として示しているが、配線が曲がっている場合は、各配線の長さの合計値が配線長Ｌ３となる。
　配線長Ｌ３は、配線長Ｌ１＋配線長Ｌ２に、共通の配線Ｘの配線長を加算した値になる。すなわち、発電装置２１～２ｎから変換器３２までの配線長は、Ｌ３に統一されている。発電装置２１～２ｎの最大電力点電圧ＶＭＰＰは、上述したように日射が変化してもほぼ一定である。従って、キャパシタ電圧Ｖｃが電圧指令値ＶＡ（最大電力点電圧ＶＭＰＰ－電圧降下Ｖｄ）と一致するように電圧制御することで、発電装置２１～２ｎの最大電力点ＭＰＰで動作することになる。
　配線長Ｌ３が短く、電圧降下Ｖｄが小さい場合、電圧指令値ＶＡは、発電装置２１～２ｎの最大電力点電圧ＶＭＰＰとしてもよい。
　電圧指令値ＶＡは、最大電力点電圧ＶＭＰＰと、配線長Ｌ３の配線インピーダンスｉｍとを既知の値とし、変換器３２の入力電流Ｉｉｎに基づいて算出してもよい。変換器３２の入力電流Ｉｉｎは、変換器３２に内蔵された入力電流センサ３４や、外付けの電流センサによって検出する。
　配線長Ｌ３の電圧降下Ｖｄは、配線インピーダンスｉｍ×入力電流Ｉｉｎで表せる。従って、変換器３２は、電圧指令値ＶＡを最大電力点電圧ＶＭＰＰ－（配線インピーダンスｉｍ×入力電流Ｉｉｎ）にて算出する。発電装置２１～２ｎの総発電量に応じて変化する配線長Ｌ３の電圧降下Ｖｄを反映できるため、発電装置２１～２ｎは、より正確に最大電力点ＭＰＰで動作することになる。
　ここで、工事業者は、設置場所に複数の発電装置（例えば、太陽光パネル）を設置する場合、製造業者から指定がなければ、工事業者は複数の発電装置と接続箱５とを接続するラインの配線長を統一しない。製造業者から、ラインの配線長を統一する旨の指定があれば、複数の発電装置と接続箱５とを接続するラインの長さがほぼ統一され、各ラインにおける電圧降下もほぼ統一される。接続箱５の中の複数のラインの長さがほぼ等しくなるよう、接続箱５は設計される。各発電装置から変換器３２までの配線長がＬ３にほぼ統一されることで、電力変換装置３による複数の発電装置に対するＭＰＰＴ制御を不要にでき、シンプルな制御則を適用できる。各発電装置から変換器３２までのラインの電圧降下がほぼ統一されていればよい。そのため、配線長を統一することに代えて、図１に示すＬ１の区間とＬ２の区間における各ラインの電圧降下がほぼ等しくなるよう、適当な配線が選択されてもよい。各ラインの電圧効果を揃えるために、微弱な電圧降下素子（抵抗など）が用いられてもよい。
　変換器３２は、動作停止電圧ＶＬが予め設定されており、キャパシタ電圧Ｖｃが動作停止電圧ＶＬを下回ると、変換動作を停止する。変換器３２が動作を停止している状態では、発電装置２の発電電力は、キャパシタ３１に充電され、キャパシタ電圧Ｖｃが上昇する。
　変換器３２は、動作停止電圧よりも高い動作開始電圧ＶＨが予め設定されている。変換器３２は、キャパシタ電圧Ｖｃが動作開始電圧ＶＨを上回ると、変換動作を開始する。動作開始電圧ＶＨは、電圧指令値ＶＡよりも低い値に設定されている。
　次に、発電装置２１～２ｎの総発電電力とキャパシタ電圧Ｖｃとの関係について図３を参照して詳細に説明する。図３において、（ａ）は発電装置２１～２ｎの総発電電力の時間推移であり、（ｂ）はキャパシタ電圧Ｖｃの時間推移である。
　発電装置２１～２ｎが十分な電力を発電している通常時には、時刻Ｔ０～時刻Ｔ１のように、変換器３２の電圧制御によって、キャパシタ電圧Ｖｃは、電圧指令値ＶＡに固定された状態となる。キャパシタ３１は、変換器３２の動作に必要な電圧を支えるバッファとして機能する。変換器３２から負荷４に出力される電力は、発電装置２１～２ｎの総発電電力と等しい。
　時刻Ｔ１で発電装置２１～２ｎの総発電電力が変換器３２の最低動作電力設定値ＰＬを下回ると、キャパシタ３１に充電された電力が消費され始め、キャパシタ電圧Ｖｃは、低下する。最低動作電力設定値ＰＬは、その電力以下では変換器３２の効率が低くて発電装置２の発電電力の大半を変換器３２でロスしてしまう、変換器３２の動作電力である。最低動作電力設定値ＰＬは、外部から設定される値ではなく、変換器３２の特性によって設定される値である。
　時刻Ｔ２でキャパシタ電圧Ｖｃが動作停止電圧ＶＬを下回ると、変換器３２は、変換動作を停止させる。変換器３２が変換動作を停止している状態では、発電装置２１～２ｎの総発電電力は、キャパシタ３１に充電される。時刻Ｔ２～時刻Ｔ３のように、キャパシタ電圧Ｖｃは、上昇する。すなわち、発電装置２１～２ｎの総発電電力は、最低動作電力設定値ＰＬを下回り、変換器３２でロスしてしまうような微弱電力であっても、キャパシタ３１に充電される。
　時刻Ｔ３でキャパシタ電圧Ｖｃが動作開始電圧ＶＨを上回ると、変換器３２は、変換動作を開始させる。キャパシタ電圧Ｖｃが低下し、時刻Ｔ４でキャパシタ電圧Ｖｃが動作停止電圧ＶＬを下回ると、変換器３２は、変換動作を停止させる。時刻Ｔ２～時刻Ｔ３で発電装置２１～２ｎによって発電された微弱電力は、キャパシタ３１に充電された後、時刻Ｔ３～時刻Ｔ４で変換器３２によって負荷４に供給される。
　キャパシタ電圧Ｖｃが動作開始電圧ＶＨを上回り、変換器３２が変換動作を開始させた時刻Ｔ５で、発電装置２の発電電力が最低動作電力設定値ＰＬを上回っている場合、キャパシタ電圧Ｖｃは、電圧指令値ＶＡに固定された状態に移行することになる。
　（まとめ）
　本発明の各実施形態にかかる電力変換装置は、以下のように記載することもできる。
　（１）本実施の一実施形態にかかる発電システム１は、発電装置２１～２ｎと、発電装置２１～２ｎへの逆流をそれぞれ防止する複数のダイオードＤ１～Ｄｎ（接続箱５）と、発電装置２１～２ｎの発電電力を負荷に適合する電力に変換する変換器３２と、接続箱５と変換器３２とを接続する配線Ｘに接続されたキャパシタ３１と、を備える。
　本発明の一実施形態にかかる発電システム１によれば、電力変換装置３に並列に接続された発電装置２１～２ｎの微弱電力を、スイッチ素子を用いることなく、キャパシタ３１に充電して活用できる。発電システム１は、日射の当たり方が異なっていても、それぞれの発電装置２１～２ｎで効率よく発電できる。
　（２）上記（１）に記載の発電システム１において、変換器３２は、キャパシタ３１のキャパシタ電圧Ｖｃが予め設定された電圧指令値ＶＡになるように定電圧制御してもよい。
　上記（２）に記載の発電システム１によれば、発電装置２１～２ｎの発電電力を効率よく活用できる。
　（３）上記（２）に記載の発電システム１において、複数の発電装置２１～２ｎから変換器３２までのそれぞれの配線長Ｌ３は等しく設定され、電圧指令値ＶＡは、発電装置２１～２ｎの最大電力点電圧ＶＭＰＰから配線長Ｌ３のラインによる電圧降下Ｖｄを減算した値に設定してもよい。
　上記（３）に記載の発電システム１によれば、発電装置２１～２ｎを最大電力点ＭＰＰで動作させることができる。例えば，移動体（車のルーフや船の甲板等）に複数の太陽光パネルを搭載することは配線長Ｌ３を短くできるため、配線長Ｌ３の電圧降下Ｖｄを考慮するとこなく、現実的な発電システム１を構築できる。
　（４）上記（２）に記載の発電システム１において、変換器３２は、キャパシタ３１のキャパシタ電圧Ｖｃが発電装置２１～２ｎの最大電力点電圧ＶＭＰＰになるように定電圧制御してもよい。
　上記（４）に記載の発電システム１によれば、配線長Ｌ３が短く場合には、電圧降下Ｖｄが小さい場合には、配線長Ｌ３を考慮することなく電圧指令値ＶＡを設定できるため、電圧指令値ＶＡの設定を簡略化することができる。
　（５）上記（４）に記載の発電システム１において、変換器３２は、キャパシタ３１の電圧が電圧指令値ＶＡよりも低い予め設定された動作停止電圧ＶＬを下回ると動作を停止させ、キャパシタ３１の電圧が動作停止電圧ＶＬよりも高い予め設定された動作開始電圧ＶＨを上回ると動作を開始してもよい。
　上記（５）に記載の発電システム１によれば、変換器３２が動作を停止する動作停止電圧ＶＬと、変換器３２が動作を開始する動作開始電圧ＶＨとを設定するだけで、スイッチ素子を用いることなく、発電装置２１～２ｎの微弱電力をキャパシタ３１に充電して活用できる。
　（６）上記（１）に記載の発電システム１において、変換器３２は、キャパシタ３１のキャパシタ電圧Ｖｃが、入力電流Ｉｉｎに基づいて算出される電圧指令値ＶＡになるように定電圧制御してもよい。
　上記（６）に記載の発電システム１によれば、発電装置２１～２ｎの総発電量に応じて変化する配線長Ｌ３の電圧降下Ｖｄを反映できるため、発電装置２１～２ｎは、より正確に最大電力点ＭＰＰで動作することになる。
　以上、本発明を具体的な実施形態で説明したが、上記実施形態は例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更して実施できることは言うまでも無い。
１　発電システム
２１～２ｎ　発電装置
３　電力変換装置
４　負荷
５　接続箱
３１　キャパシタ
３２　変換器
３４　入力電流センサ
Ｄ１～Ｄｎ　ダイオード
ｉｍ　配線インピーダンス
Ｉｉｎ　入力電流
ＭＰＰ　最大電力点
ＰＬ　最低動作電力設定値
ＶＡ　電圧指令値
ＶＨ　動作開始電圧
ＶＬ　動作停止電圧
ＶＭＰＰ　最大電力点電圧
Ｖｃ　キャパシタ電圧
Ｖｄ　電圧降下
Ｘ　配線

Claims (6)

  1. 　複数の発電装置と、
    　複数の前記発電装置への逆流をそれぞれ防止する複数のダイオードと、
    　複数の前記発電装置の発電電力を負荷に適合する電力に変換する変換器と、
    　複数の前記ダイオードと前記変換器とを接続する共通の配線に接続されたキャパシタと、を備える発電システム。
  2. 　前記変換器は、前記キャパシタのキャパシタ電圧が予め設定された電圧指令値になるように定電圧制御する請求項１に記載の発電システム。
  3. 　複数の前記発電装置から前記変換器までのそれぞれの配線長が等しく設定され、
    　前記電圧指令値は、前記発電装置の最大電力点電圧から前記配線長のラインによる電圧降下を減算した値に設定されている請求項２に記載の発電システム。
  4. 　前記変換器は、前記キャパシタのキャパシタ電圧が前記発電装置の最大電力点電圧になるように定電圧制御する請求項２に記載の発電システム。
  5. 　前記変換器は、前記キャパシタの電圧が前記電圧指令値よりも低い予め設定された動作停止電圧を下回ると動作を停止させ、前記キャパシタの電圧が前記動作停止電圧よりも高い予め設定された動作開始電圧を上回ると動作を開始させる請求項２に記載の発電システム。
  6. 　前記変換器は、前記キャパシタのキャパシタ電圧が、前記変換器への入力電流に基づいて算出される電圧指令値になるように定電圧制御する請求項１に記載の発電システム。
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