JPH06259152A - Solar battery power supply and its control method - Google Patents
Solar battery power supply and its control methodInfo
- Publication number
- JPH06259152A JPH06259152A JP5048036A JP4803693A JPH06259152A JP H06259152 A JPH06259152 A JP H06259152A JP 5048036 A JP5048036 A JP 5048036A JP 4803693 A JP4803693 A JP 4803693A JP H06259152 A JPH06259152 A JP H06259152A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- operating point
- optimum operating
- control
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Rectifiers (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池の最適動作点
追尾制御を効率良く行うようにした太陽電池電源及びそ
の制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar cell power source and a control method thereof for efficiently performing optimum operating point tracking control of a solar cell.
【０００２】[0002]
【従来の技術】太陽電池を用いた太陽電池電源は、照明
システム、非常用電源システム、ソーラーエアコンシス
テムなど各種のシステムに利用され、システムの省エネ
ルギー化に大きく貢献している。しかし、太陽電池の出
力は、照度（太陽の日射量）及び温度に応じて大きく変
動し、それにともなって最大出力を取り出せる最適動作
点も変動する。2. Description of the Related Art A solar cell power source using a solar cell is used in various systems such as a lighting system, an emergency power source system, and a solar air conditioner system, and greatly contributes to energy saving of the system. However, the output of the solar cell fluctuates greatly depending on the illuminance (solar radiation of the sun) and the temperature, and the optimum operating point at which the maximum output can be taken out fluctuates accordingly.
【０００３】そのため、従来の太陽電池電源において
は、太陽電池が常に最適動作点で動作するように、例え
ば電力変換装置に組み込まれたスイッチング回路におい
てＰＷＭ制御による最適動作点追尾制御（最大電力追尾
制御）が行われている。従来の最適動作点追尾制御は、
太陽電池の動作点の全変動範囲、すなわち太陽電池の開
放電圧から短絡電流が流れる零電圧までの全範囲にわた
って行われている。Therefore, in the conventional solar cell power source, the optimum operating point tracking control (maximum power tracking control) by PWM control is performed in the switching circuit incorporated in the power converter so that the solar cell always operates at the optimum operating point. ) Is done. The conventional optimum operating point tracking control is
This is performed over the entire range of variation of the operating point of the solar cell, that is, from the open voltage of the solar cell to the zero voltage at which the short-circuit current flows.
【０００４】例えば、電源の立ち上げと同時に太陽電池
の出力電圧及び出力電流の検出を開始し、これらの積に
より求められる電力値を増大させるべくスイッチング回
路のパルス幅を所定量ずつ変化させることにより、太陽
電池の出力電圧が開放電圧から最適動作電圧に至るまで
の間において段階的に推移するように制御されている。
また、外乱などの影響によって制御が外れた場合には、
再度、開放電圧からの追尾が開始されるようになってい
る。For example, by starting the detection of the output voltage and output current of the solar cell at the same time when the power source is turned on, and changing the pulse width of the switching circuit by a predetermined amount in order to increase the power value obtained by the product of these. The output voltage of the solar cell is controlled so as to change stepwise from the open voltage to the optimum operating voltage.
Also, if control is lost due to the influence of disturbance, etc.,
The tracking from the open circuit voltage is started again.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、太陽電
池の最適動作点は、開放電圧の近辺には存在せず、且つ
短絡電流の流れる零電圧近辺にも存在しない。したがっ
て、従来の最適動作点追尾制御によると、最適動作点の
存在しない発電動作の両端部分においても最適動作点追
尾を行うという全く無駄な制御が行われていることとな
る。However, the optimum operating point of the solar cell does not exist near the open circuit voltage, and also does not exist near the zero voltage at which the short circuit current flows. Therefore, according to the conventional optimum operating point tracking control, there is a completely useless control of performing the optimum operating point tracking even at both ends of the power generation operation where the optimum operating point does not exist.
【０００６】そのため、検出動作を開始してから最適動
作点に至るまでに数秒乃至１０秒程度の時間遅れが生
じ、その間においては太陽電池の発電電力が有効に利用
されないばかりでなく、太陽電池電源によって駆動され
るシステムの効率又は稼働率が低下するという問題があ
った。Therefore, a time delay of several seconds to 10 seconds occurs from the start of the detection operation to the reaching of the optimum operating point, and the generated power of the solar cell is not effectively used during that time, and the solar cell power source is also used. There has been a problem that the efficiency or availability of the system driven by the device is reduced.
【０００７】本発明は、上述の問題に鑑み、太陽電池の
最適動作点追尾における無駄な制御を無くして短時間で
最適動作点に至ることを可能とし、これによって太陽電
池の発電電力を有効に利用することのできる太陽電池電
源及びその制御方法を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention makes it possible to reach the optimum operating point in a short time by eliminating wasteful control in tracking the optimum operating point of the solar cell, thereby effectively generating electric power of the solar cell. An object is to provide a solar cell power source that can be used and a control method thereof.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る太
陽電池電源は、上述の課題を解決するため、太陽電池
と、前記太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変換
するとともに前記太陽電池の動作点を変化させることが
可能なスイッチング回路と、前記太陽電池の最適動作点
の変動範囲内において、前記スイッチング回路を制御し
て前記太陽電池が最適動作点で動作するように最適動作
点追尾制御を行うための手段と、前記太陽電池の最適動
作点の変動範囲外において、前記スイッチング回路を制
御して前記太陽電池の動作電圧が一定となるように定電
圧制御を行うための手段と、を有して構成される。In order to solve the above-mentioned problems, a solar cell power source according to the invention of claim 1 converts the direct current power output from the solar cell and the solar cell into alternating current power and the solar power. A switching circuit capable of changing the operating point of the battery, and an optimal operating point so that the solar cell operates at the optimal operating point by controlling the switching circuit within a variation range of the optimal operating point of the solar cell. Means for performing tracking control, and means for performing constant voltage control so that the operating voltage of the solar cell is constant by controlling the switching circuit outside the fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell. , And are configured.
【０００９】請求項２の発明に係る制御方法は、太陽電
池と、前記太陽電池の出力する直流電力を交流電力に変
換するとともに前記太陽電池の動作点を変化させること
が可能なスイッチング回路とを有し、前記太陽電池が最
適動作点で動作するように最適動作点追尾制御が行われ
るように構成された太陽電池電源の制御方法において、
前記最適動作点追尾制御を行う範囲を前記太陽電池の最
適動作点の変動範囲に限定し、前記太陽電池の最適動作
点の変動範囲外においては、動作電圧が一定となるよう
に定電圧制御を行う太陽電池電源の制御方法である。A control method according to a second aspect of the present invention includes a solar cell and a switching circuit capable of converting DC power output from the solar cell into AC power and changing an operating point of the solar cell. In the method for controlling a solar cell power source, which is configured to perform optimal operating point tracking control so that the solar cell operates at an optimal operating point,
The range of performing the optimum operating point tracking control is limited to the fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell, and outside the fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell, constant voltage control is performed so that the operating voltage becomes constant. This is a method of controlling the solar cell power supply.
【００１０】請求項３の発明に係る制御方法は、前記太
陽電池の最適動作点の変動範囲を、前記太陽電池への日
射量又は太陽電池の温度の変動に基づく最適動作点の最
大変動範囲に対応して設定する太陽電池電源の制御方法
である。In the control method according to the third aspect of the present invention, the fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell is set to the maximum fluctuation range of the optimum operating point based on the fluctuation of the solar radiation amount to the solar cell or the temperature of the solar cell. This is a method of controlling the solar battery power source set correspondingly.
【００１１】[0011]
【作用】太陽電池から出力される直流電力は、スイッチ
ング回路によって交流電力に変換され、その後必要に応
じて直流電力に変換される。スイッチング回路では、太
陽電池の出力電流又は出力電圧を制御することにより、
太陽電池の動作点の最適動作点追尾制御又は定電圧制御
が行われる。The DC power output from the solar cell is converted into AC power by the switching circuit, and then converted into DC power as necessary. In the switching circuit, by controlling the output current or output voltage of the solar cell,
Optimal operating point tracking control or constant voltage control of the operating point of the solar cell is performed.
【００１２】最適動作点追尾制御は、日射量又は温度の
変動などによる太陽電池の最適動作点の変動範囲内にお
いて行われる。その変動範囲外においては定電圧制御が
行われる。The optimum operating point tracking control is performed within the range of fluctuation of the optimum operating point of the solar cell due to fluctuations in the amount of solar radiation or temperature. Constant voltage control is performed outside the fluctuation range.
【００１３】したがって、例えば、太陽電池電源の立ち
上がり時などのように太陽電池の出力電圧が開放電圧と
なっている場合には、太陽電池の出力電圧が設定された
変動範囲の上限に到達するまで定電圧制御が行われ、変
動範囲に入った後に最適動作点追尾制御が行われる。Therefore, for example, when the output voltage of the solar cell is an open voltage, such as when the power source of the solar cell rises, until the output voltage of the solar cell reaches the upper limit of the set fluctuation range. The constant voltage control is performed, and after entering the fluctuation range, the optimum operating point tracking control is performed.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は本発明に係る太陽電池電源３を用いた
ソーラーエアコンシステム１の概略の回路を示すブロッ
ク図である。1 is a block diagram showing a schematic circuit of a solar air conditioner system 1 using a solar battery power source 3 according to the present invention.
【００１５】図１において、ソーラーエアコンシステム
１は太陽電池電源３及びインバータエアコン５から構成
されている。太陽電池電源３は、太陽電池ＰＶ、及び太
陽電池ＰＶの出力する直流電力をそれよりも電圧の高い
直流電力に変換するＤＣーＤＣコンバータ１１から構成
されている。In FIG. 1, the solar air conditioner system 1 comprises a solar battery power source 3 and an inverter air conditioner 5. The solar cell power source 3 is composed of a solar cell PV and a DC-DC converter 11 that converts the DC power output from the solar cell PV into DC power having a higher voltage than that.
【００１６】ＤＣーＤＣコンバータ１１は、直流電力を
交流電力に変換するスイッチング回路２１、整流平滑回
路２２、及び制御回路２３などからなっている。The DC-DC converter 11 comprises a switching circuit 21 for converting DC power into AC power, a rectifying / smoothing circuit 22 and a control circuit 23.
【００１７】スイッチング回路２１は、交互にオンオフ
するようにＰＷＭ制御される２つのトランジスタＴＲ
１，２、トランスＴ１、及びコンデンサＣ１などからな
り、各トランジスタＴＲ１，２のオン時間（オン時間と
オフ時間のデューティ比）を変化させることによって太
陽電池ＰＶから流れ込む電流Ｉｓが変化し、これにとも
なって太陽電池ＰＶの出力電圧Ｖｓが変化する。このよ
うにして太陽電池ＰＶの動作点が制御されるようになっ
ている。The switching circuit 21 has two transistors TR which are PWM-controlled so as to be turned on and off alternately.
1 and 2, a transformer T1, a capacitor C1 and the like, the current Is flowing from the solar cell PV changes by changing the on-time (duty ratio of the on-time and the off-time) of each of the transistors TR1 and TR2. Along with this, the output voltage Vs of the solar cell PV changes. In this way, the operating point of the solar cell PV is controlled.
【００１８】整流回路２２は、ブリッジ式の整流器ＲＥ
Ｃ１、チョークコイルＣＨ１、及び平滑コンデンサＣ２
などからなり、トランスＴ１の２次側の出力を整流し平
滑して直流電力を出力する。The rectifier circuit 22 is a bridge type rectifier RE.
C1, choke coil CH1, and smoothing capacitor C2
The output of the transformer T1 on the secondary side is rectified and smoothed to output DC power.
【００１９】制御回路２３は、太陽電池ＰＶの出力電圧
Ｖｓを検出するための、抵抗Ｒ１，２及びフォトカプラ
ＰＣ１などからなる電圧検出回路３１、太陽電池ＰＶの
出力電流Ｉｓを検出するための変流器ＣＴ１、マイクロ
コンピュータ３３、及びＰＷＭ制御回路３４などからな
っている。The control circuit 23 includes a voltage detecting circuit 31 including resistors R1 and R2 and a photocoupler PC1 for detecting the output voltage Vs of the solar cell PV, and a variable detecting circuit 31 for detecting the output current Is of the solar cell PV. It includes a sink CT1, a microcomputer 33, a PWM control circuit 34, and the like.
【００２０】マイクロコンピュータ３３は、制御のため
のプログラムが格納されたメモリ、演算用のワークメモ
リ、ＡＤ入力ポート及びＰＷＭポートなどの種々の入出
力用ポートを有しており、電圧検出回路３１及び変流器
ＣＴ１から入力される電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓに基づいて
所定の演算を行い、スイッチング回路２１において太陽
電池ＰＶの最適動作点追尾制御（以下において「追尾制
御」ということがある）及び定電圧制御が行われるよう
にＰＷＭ制御回路３４へデジタル値のＰＷＭ信号Ｓ１を
出力する。詳細は後述する。The microcomputer 33 has a memory in which a control program is stored, a work memory for calculation, various input / output ports such as an AD input port and a PWM port, and the voltage detection circuit 31 and Predetermined calculation is performed based on the voltage Vs and the current Is input from the current transformer CT1, and the optimum operating point tracking control of the solar cell PV (hereinafter also referred to as “tracking control”) and constant voltage is performed in the switching circuit 21. The PWM signal S1 having a digital value is output to the PWM control circuit 34 so that the control is performed. Details will be described later.
【００２１】ＰＷＭ制御回路３４は、マイクロコンピュ
ータ３３から出力されるＰＷＭ信号Ｓ１に対応した幅の
パルスＰ１，２を交互に出力し、これによって上述のト
ランジスタＴＲ１，２の各オン時間を制御する。The PWM control circuit 34 alternately outputs pulses P1 and P2 having a width corresponding to the PWM signal S1 output from the microcomputer 33, and thereby controls the on times of the transistors TR1 and TR2.
【００２２】インバータエアコン５は、電圧及び周波数
が可変のインバータＩＮＶによって室外機のコンプレッ
サ用モータＭの回転制御が行われる公知のものであり、
倍電圧整流回路４１を介して供給される商用電源と上述
の太陽電池電源３とによる並列運転が行われる。The inverter air conditioner 5 is a known one in which the rotation control of the compressor motor M of the outdoor unit is performed by the inverter INV having a variable voltage and frequency.
Parallel operation is performed by the commercial power supply supplied via the voltage doubler rectifier circuit 41 and the above-described solar cell power supply 3.
【００２３】次に、ソーラーエアコンシステム１の動
作、特に太陽電池電源３の最適動作点追尾制御について
詳しく説明する。Next, the operation of the solar air conditioner system 1, particularly the optimum operating point tracking control of the solar battery power source 3, will be described in detail.
【００２４】太陽電池電源３においては、太陽電池ＰＶ
が最適動作点で動作するように追尾制御が行われるが、
追尾制御の行われる範囲が太陽電池ＰＶの最適動作点の
変動範囲Ｅ（変動範囲Ｅ１，Ｅ２、図２を参照）に限定
されており、太陽電池ＰＶの最適動作点の変動範囲Ｅ外
においては、動作電圧（出力電圧Ｖｓ）が一定となるよ
うな定電圧制御が行われる。In the solar battery power source 3, the solar battery PV
Tracking control is performed so that the robot operates at the optimum operating point,
The range in which the tracking control is performed is limited to the variation range E (variation ranges E1, E2, see FIG. 2) of the optimum operating point of the solar cell PV, and outside the variation range E of the optimum operating point of the solar cell PV, The constant voltage control is performed so that the operating voltage (output voltage Vs) becomes constant.
【００２５】追尾制御では、例えば、所定の周期で検出
した電圧Ｖｓ及び電流Ｉｓに基づいて電力値を求め、今
回に求めた電力値ＰＶＰ１と前回に求めた電力値ＰＶＰ
０とを比較し、その比較結果に基づいて、次回に検出さ
れる電力値が増大するようにＰＷＭ信号Ｓ１の値（ＰＷ
Ｍ値）を増減する。In the tracking control, for example, an electric power value is obtained based on the voltage Vs and the current Is detected in a predetermined cycle, and the electric power value PVP1 obtained this time and the electric power value PVP obtained last time are obtained.
0 and the value of the PWM signal S1 (PW is set so that the power value detected next time increases based on the comparison result.
Increase or decrease M value).
【００２６】また、定電圧制御では、例えば、変動範囲
Ｅの上限を越えている場合にはこの上限に対応する出力
電圧ＶｓとなるようにＰＷＭ信号Ｓ１の値（ＰＷＭ値）
を増減し、変動範囲Ｅの下限を越えている場合にはこの
下限に対応する出力電圧ＶｓとなるようにＰＷＭ信号Ｓ
１の値（ＰＷＭ値）を増減する。In the constant voltage control, for example, when the upper limit of the fluctuation range E is exceeded, the value (PWM value) of the PWM signal S1 is set so that the output voltage Vs corresponds to the upper limit.
When the lower limit of the fluctuation range E is exceeded, the PWM signal S is adjusted so that the output voltage Vs corresponds to this lower limit.
The value of 1 (PWM value) is increased or decreased.
【００２７】ここで、太陽電池ＰＶの最適動作点の変動
範囲Ｅについて説明する。図２は追尾制御が行われる変
動範囲Ｅを説明するための図である。この内、図２
（ａ）では、温度を一定とし、太陽電池ＰＶに入射する
日射量（照度）をパラメータとして、太陽電池ＰＶの出
力電圧Ｖｓと出力電流Ｉｓとの関係が示されており、図
２（ｂ）では、太陽電池ＰＶに入射する日射量を一定と
し、温度をパラメータとして、太陽電池ＰＶの出力電圧
Ｖｓと出力電流Ｉｓとの関係が示されている。Here, the variation range E of the optimum operating point of the solar cell PV will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a variation range E in which tracking control is performed. Of these, Figure 2
2A shows the relationship between the output voltage Vs and the output current Is of the solar cell PV, with the temperature being constant and the amount of solar radiation (illuminance) incident on the solar cell PV being a parameter. 2 shows the relationship between the output voltage Vs and the output current Is of the solar cell PV, with the amount of solar radiation incident on the solar cell PV being constant and the temperature being a parameter.
【００２８】図２（ａ）においては、雨又は曇りなどに
よって日中における日射量が最も少なくなったときの日
射量である１０ｍＷ／ｃｍ2 から、太陽光による最大日
射量である１００ｍＷ／ｃｍ2 までの複数の出力電圧対
出力電流曲線と、それぞれにおける最適動作点Ｐｍａｘ
が示されている。太陽電池ＰＶを太陽光発電に用いる場
合の実用範囲としては、１０〜１００ｍＷ／ｃｍ2 の範
囲の日射量を考えれば充分である。この図から理解でき
るように、日射量の変動による最適動作点Ｐｍａｘの変
動範囲Ｅ１は、太陽電池ＰＶの出力電圧Ｖｓの全範囲
（０〜開放電圧）の中の一部分である。In FIG. 2A, from 10 mW / cm 2 which is the amount of solar radiation when the amount of solar radiation during the day is minimal due to rain or cloudy, to 100 mW / cm 2 which is the maximum amount of solar radiation by sunlight. Output voltage vs. output current curves up to and optimum operating point Pmax for each
It is shown. As a practical range when the solar cell PV is used for photovoltaic power generation, it is sufficient to consider the amount of solar radiation in the range of 10 to 100 mW / cm 2 . As can be understood from this figure, the variation range E1 of the optimum operating point Pmax due to the variation of the amount of solar radiation is a part of the entire range (0 to open circuit voltage) of the output voltage Vs of the solar cell PV.
【００２９】したがって、追尾制御を行う範囲をその変
動範囲Ｅ１内に限定し、変動範囲Ｅ外においては、つま
り最適動作点Ｐｍａｘとはなりえない範囲においては、
追尾制御を行うことなく、処理時間のより短い定電圧制
御を行うこととし、これにより制御の無駄を無くして最
適動作点追尾のための処理に要する時間の短縮を図り、
短時間で最適動作点Ｐｍａｘに達するように制御を行う
のである。Therefore, the range in which the tracking control is performed is limited to the variation range E1, and outside the variation range E, that is, in the range that cannot be the optimum operating point Pmax,
Constant voltage control with a shorter processing time is performed without performing tracking control, thereby eliminating control waste and shortening the time required for processing for optimal operating point tracking.
The control is performed so as to reach the optimum operating point Pmax in a short time.
【００３０】図２（ａ）に示すように、日射量の変動に
着目した場合には、変動範囲Ｅ１の下限値に対応する出
力電圧Ｖｓが下限電圧ＶＬｉとなり、上限値に対応する
出力電圧Ｖｓが上限電圧ＶＨｉとなる。As shown in FIG. 2A, when attention is paid to fluctuations in the amount of solar radiation, the output voltage Vs corresponding to the lower limit value of the fluctuation range E1 becomes the lower limit voltage VLi, and the output voltage Vs corresponding to the upper limit value. Becomes the upper limit voltage VHi.
【００３１】また、図２（ｂ）においては、太陽の日射
によって太陽電池ＰＶの温度が０〜８０℃の範囲で変動
した場合の複数の出力電圧対出力電流曲線と、それぞれ
における最適動作点Ｐｍａｘが示されている。太陽電池
ＰＶの実用範囲として、０〜８０℃の範囲の温度を考え
れば充分である。この図に示されるように、温度の変動
に着目した場合には、変動範囲Ｅ２の下限値に対応する
出力電圧Ｖｓが下限電圧ＶＬｄとなり、上限値に対応す
る出力電圧Ｖｓが上限電圧ＶＨｄとなる。Further, in FIG. 2B, a plurality of output voltage-output current curves when the temperature of the solar cell PV fluctuates in the range of 0 to 80 ° C. due to the solar radiation of the sun and the optimum operating point Pmax in each curve. It is shown. It is sufficient to consider a temperature in the range of 0 to 80 ° C. as a practical range of the solar cell PV. As shown in this figure, when attention is paid to temperature fluctuations, the output voltage Vs corresponding to the lower limit value of the fluctuation range E2 becomes the lower limit voltage VLd, and the output voltage Vs corresponding to the upper limit value becomes the upper limit voltage VHd. .
【００３２】このようにして、変動範囲Ｅに対応する電
圧Ｖｓの範囲が、一般的に用いられる太陽電池ＰＶでは
例えば５０〜７０Ｖ又は６５〜８５Ｖなどのオーダーで
設定される。なお、上においては、説明の便宜上、日射
量又は温度がそれぞれ単独で変動した場合について述べ
たが、実際には日射量及び温度が同時に変動するので、
これらの両方の変動を考慮することが望ましい。その場
合には、例えば最低日射量且つ最高温度における最適動
作点Ｐｍａｘから最高日射量且つ最低温度における最適
動作点Ｐｍａｘまでの範囲を変動範囲Ｅとし、それぞれ
の下限及び上限に対応する出力電圧Ｖｓを下限電圧ＶＬ
及び上限電圧ＶＨとすればよい。また、日射量の範囲と
温度の範囲とを上述以外に種々組み合わせてもよく、日
射量及び温度以外の要素を組み合わせてもよい。下限電
圧ＶＬ又は上限電圧ＶＨとして、適度の余裕幅を持たせ
てもよい。In this way, the range of the voltage Vs corresponding to the fluctuation range E is set in the order of 50 to 70 V or 65 to 85 V in the generally used solar cell PV. In the above, for convenience of explanation, the case where the solar radiation amount or the temperature fluctuates independently has been described, but since the solar radiation amount and the temperature fluctuate at the same time,
It is desirable to consider both of these variations. In that case, for example, the range from the optimum operating point Pmax at the minimum solar radiation amount and the maximum temperature to the optimum operating point Pmax at the maximum solar radiation amount and the minimum temperature is set as the variation range E, and the output voltage Vs corresponding to the respective lower and upper limits is set. Lower limit voltage VL
And the upper limit voltage VH. Further, the range of the amount of solar radiation and the range of the temperature may be combined in various ways other than the above, and elements other than the amount of solar radiation and the temperature may be combined. An appropriate margin may be provided as the lower limit voltage VL or the upper limit voltage VH.
【００３３】次に、マイクロコンピュータ３３の制御動
作の概略をフローチャートを参照して説明する。Next, the outline of the control operation of the microcomputer 33 will be described with reference to the flow chart.
【００３４】図３において、まず、検出された電圧Ｖｓ
と下限電圧ＶＬとを比較し（＃１１）、電圧Ｖｓが下限
電圧ＶＬよりも小さい場合には、ＰＷＭ信号Ｓ１の値
（ＰＷＭ値）を１つ減算する（＃１２）。また、検出さ
れた電圧Ｖｓが上限電圧ＶＨよりも大きい場合には（＃
１３でイエス）、ＰＷＭ信号Ｓ１の値（ＰＷＭ値）を１
つ加算する（＃１４）。これらの処理が繰り返されるこ
とによって、太陽電池ＰＶの出力電圧Ｖｓが下限電圧Ｖ
Ｌ又は上限電圧ＶＨと等しくなるように定電圧制御が行
われる。In FIG. 3, first, the detected voltage Vs
Is compared with the lower limit voltage VL (# 11), and when the voltage Vs is lower than the lower limit voltage VL, the value of the PWM signal S1 (PWM value) is subtracted by 1 (# 12). If the detected voltage Vs is higher than the upper limit voltage VH ((#
13), the value of the PWM signal S1 (PWM value) is 1
One is added (# 14). By repeating these processes, the output voltage Vs of the solar cell PV becomes the lower limit voltage V
Constant voltage control is performed so that it becomes equal to L or the upper limit voltage VH.
【００３５】電圧Ｖｓが下限電圧ＶＬから上限電圧ＶＨ
までの範囲に入っていれば、つまり変動範囲Ｅ内であれ
ば、そのときの電力値を演算し（＃１５）、最適動作点
追尾制御のルーチンを実行する（＃１６）。The voltage Vs changes from the lower limit voltage VL to the upper limit voltage VH.
If it is within the range up to, that is, if it is within the fluctuation range E, the power value at that time is calculated (# 15), and the optimum operating point tracking control routine is executed (# 16).
【００３６】最適動作点追尾制御のルーチンでは、太陽
電池ＰＶが最適動作点Ｐｍａｘで動作するように、演
算、比較、又はカウントなど種々の処理が実行され、そ
の結果であるＰＷＭ信号Ｓ１が出力される。In the optimum operating point tracking control routine, various processes such as calculation, comparison, and counting are executed so that the solar cell PV operates at the optimum operating point Pmax, and the PWM signal S1 as the result is output. It
【００３７】このように、太陽電池電源３において最適
動作点追尾制御が行われ、太陽電池ＰＶが最適動作点Ｐ
ｍａｘで動作し、インバータエアコン５に電力が供給さ
れる。In this way, the optimum operating point tracking control is performed in the solar cell power source 3, and the solar cell PV is set to the optimum operating point P.
It operates at max and power is supplied to the inverter air conditioner 5.
【００３８】上述の実施例において、制御回路２３が本
発明における最適動作点追尾制御を行うための手段及び
定電圧制御を行うための手段に相当し、特に、フローチ
ャートの＃１１〜１４の処理が定電圧制御のための処理
に対応し、＃１６が最適動作点追尾制御のための処理に
対応する。In the above-described embodiment, the control circuit 23 corresponds to the means for performing the optimum operating point tracking control and the means for performing the constant voltage control in the present invention. In particular, the processes of # 11 to 14 of the flowchart are performed. Corresponding to the processing for constant voltage control, # 16 corresponds to the processing for optimum operating point tracking control.
【００３９】上述の実施例の太陽電池電源３によると、
太陽電池ＰＶの最適動作点追尾制御における無駄な制御
を無くして短時間で最適動作点Ｐｍａｘに至ることとな
り、その結果、太陽電池ＰＶの発電電力が有効に利用さ
れ、且つソーラーエアコンシステム１全体の効率及び稼
働率が向上する。According to the solar cell power source 3 of the above embodiment,
The useless control in the optimum operating point tracking control of the solar cell PV is eliminated to reach the optimum operating point Pmax in a short time, and as a result, the generated power of the solar cell PV is effectively used and the solar air conditioner system 1 as a whole. Efficiency and availability are improved.
【００４０】上述の実施例において、追尾制御及び定電
圧制御の内容は種々変更することができる。マイクロコ
ンピュータ３３からＰＷＭ制御回路３４に対してＰＷＭ
値に対応するアナログ信号を出力するようにしてもよ
い。太陽電池電源３にはＤＣーＤＣコンバータ１１を組
み込んだが、ＤＣーＤＣコンバータ１１から整流回路２
２を取り除き、スイッチング回路２１から交流電力を出
力するように構成してもよい。その場合には、例えば家
庭用の商用電源にスイッチング回路２１からの交流電力
を供給し、太陽電池電源３と商用電源との系統連係を図
ることもできる。その他、スイッチング回路２１、整流
回路２２、制御回路２３などの構成、素子の種類又は定
数、フローチャートの内容及び順序、太陽電池電源３、
ソーラーエアコンシステム１の各部の構成などは、本発
明の主旨に沿って種々変更することができる。In the above embodiment, the contents of the tracking control and the constant voltage control can be changed in various ways. PWM from the microcomputer 33 to the PWM control circuit 34
You may make it output the analog signal corresponding to a value. Although the DC-DC converter 11 is incorporated in the solar cell power source 3, the rectifier circuit 2
2 may be removed and the switching circuit 21 may be configured to output AC power. In that case, for example, AC power from the switching circuit 21 may be supplied to a commercial power source for home use, so that the solar cell power source 3 and the commercial power source can be system-linked. In addition, the configurations of the switching circuit 21, the rectifier circuit 22, the control circuit 23, etc., the types or constants of elements, the contents and order of the flowchart, the solar cell power supply 3,
The configuration of each part of the solar air conditioner system 1 can be variously changed in accordance with the gist of the present invention.
【００４１】[0041]
【発明の効果】本発明によると、太陽電池の最適動作点
追尾における無駄な制御を無くして短時間で最適動作点
に至ることが可能となり、太陽電池の発電電力を有効に
利用することができ、且つシステムの効率又は稼働率を
向上させることができる。According to the present invention, it is possible to reach the optimum operating point in a short time without wasteful control in tracking the optimum operating point of the solar cell, and it is possible to effectively use the generated power of the solar cell. In addition, the efficiency or operating rate of the system can be improved.
【００４２】請求項３の発明によると、太陽電池の最適
動作点の変動範囲を太陽電池の使用環境に応じた実用範
囲に設定することができる。According to the third aspect of the present invention, the fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell can be set to the practical range according to the usage environment of the solar cell.
【図１】本発明に係る太陽電池電源を用いたソーラーエ
アコンシステムの概略の回路を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a schematic circuit of a solar air conditioner system using a solar cell power source according to the present invention.
【図２】最適動作点追尾制御が行われる変動範囲を説明
するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a variation range in which optimum operating point tracking control is performed.
【図３】本発明に係る太陽電池電源の制御動作の概略を
示すフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart showing an outline of a control operation of the solar cell power source according to the present invention.
３ 太陽電池電源 ２１ スイッチング回路 ２３ 制御回路（最適動作点追尾制御を行うための手
段、定電圧制御を行うための手段） Ｅ１，Ｅ２ 変動範囲 ＰＶ 太陽電池3 Solar cell power supply 21 Switching circuit 23 Control circuit (means for performing optimum operating point tracking control, means for performing constant voltage control) E1, E2 Variation range PV solar cell
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｂ 37/02 Ｚ 8715−3Ｋ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H05B 37/02 Z 8715-3K
Claims (3)
とともに前記太陽電池の動作点を変化させることが可能
なスイッチング回路と、 前記太陽電池の最適動作点の変動範囲内において、前記
スイッチング回路を制御して前記太陽電池が最適動作点
で動作するように最適動作点追尾制御を行うための手段
と、 前記太陽電池の最適動作点の変動範囲外において、前記
スイッチング回路を制御して前記太陽電池の動作電圧が
一定となるように定電圧制御を行うための手段と、 を有してなることを特徴とする太陽電池電源。1. A solar cell, a switching circuit capable of converting the DC power output from the solar cell into AC power and changing the operating point of the solar cell, and the fluctuation of the optimum operating point of the solar cell. Means for controlling the switching circuit within the range to perform the optimum operating point tracking control so that the solar cell operates at the optimum operating point, and the switching outside the fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell. A means for controlling a circuit to perform constant voltage control so that the operating voltage of the solar cell becomes constant, and a solar cell power supply, comprising:
電力を交流電力に変換するとともに前記太陽電池の動作
点を変化させることが可能なスイッチング回路とを有
し、前記太陽電池が最適動作点で動作するように最適動
作点追尾制御が行われるように構成された太陽電池電源
の制御方法において、 前記最適動作点追尾制御を行う範囲を前記太陽電池の最
適動作点の変動範囲に限定し、 前記太陽電池の最適動作点の変動範囲外においては、動
作電圧が一定となるように定電圧制御を行うことを特徴
とする太陽電池電源の制御方法。2. A solar cell, and a switching circuit capable of converting the DC power output from the solar cell into AC power and changing the operating point of the solar cell, wherein the solar cell operates optimally. In a method of controlling a solar cell power source configured to perform optimal operating point tracking control so that the optimal operating point tracking control is performed at each point, the range in which the optimal operating point tracking control is performed is limited to a variation range of the optimal operating point of the solar cell. A method for controlling a solar cell power source, wherein constant voltage control is performed so that an operating voltage is constant outside a variation range of the optimum operating point of the solar cell.
前記太陽電池への日射量又は太陽電池の温度の変動に基
づく最適動作点の最大変動範囲に対応して設定する請求
項２記載の太陽電池電源の制御方法。3. The fluctuation range of the optimum operating point of the solar cell is
The method for controlling a solar cell power supply according to claim 2, wherein the solar cell power source is controlled in accordance with a maximum fluctuation range of an optimum operating point based on fluctuations in the amount of solar radiation on the solar cell or fluctuations in the temperature of the solar cell.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04803693A JP3373882B2 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Solar cell power supply and control method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04803693A JP3373882B2 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Solar cell power supply and control method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06259152A true JPH06259152A (en) | 1994-09-16 |
| JP3373882B2 JP3373882B2 (en) | 2003-02-04 |
Family
ID=12792091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04803693A Expired - Fee Related JP3373882B2 (en) | 1993-03-09 | 1993-03-09 | Solar cell power supply and control method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3373882B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032612A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Msk Corp | Method of controlling output of solar cell module |
| JP2008016743A (en) * | 2006-07-09 | 2008-01-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Solar battery module, photovoltaic power generating system, and driving method thereof |
| WO2011132598A1 (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | 太陽誘電株式会社 | Power conversion device |
| JP2013033365A (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Kyocera Corp | Control device |
| JP2013206352A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Denso Wave Inc | Maximum power point detection method and maximum power point detector |
| JP2015039259A (en) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 三菱電機株式会社 | Power conversion device |
-
1993
- 1993-03-09 JP JP04803693A patent/JP3373882B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032612A (en) * | 2004-07-15 | 2006-02-02 | Msk Corp | Method of controlling output of solar cell module |
| JP2008016743A (en) * | 2006-07-09 | 2008-01-24 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Solar battery module, photovoltaic power generating system, and driving method thereof |
| WO2011132598A1 (en) * | 2010-04-20 | 2011-10-27 | 太陽誘電株式会社 | Power conversion device |
| JP5427949B2 (en) * | 2010-04-20 | 2014-02-26 | 太陽誘電株式会社 | Power converter |
| JP2013033365A (en) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Kyocera Corp | Control device |
| JP2013206352A (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Denso Wave Inc | Maximum power point detection method and maximum power point detector |
| JP2015039259A (en) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 三菱電機株式会社 | Power conversion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3373882B2 (en) | 2003-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5493155A (en) | Electric power supply system | |
| US10965208B2 (en) | System and method for a multi purpose bidirectional power converter | |
| JP5081596B2 (en) | Power supply system | |
| JP5124114B2 (en) | Power conditioner with power storage function | |
| JP4856069B2 (en) | Three-phase solar converter circuit and method | |
| US6194885B1 (en) | Boosting active filter system and controller for boosting active filter | |
| JPH09233710A (en) | Charger and discharger for transformation of storage battery | |
| JPWO2019044403A1 (en) | PV system, power conditioner | |
| US20140169055A1 (en) | Non-isolated dc/ac inverter | |
| JP2678846B2 (en) | Solar cell output power control circuit | |
| JP3373882B2 (en) | Solar cell power supply and control method thereof | |
| JPH10164862A (en) | Power conversion apparatus | |
| JP3215302B2 (en) | Air conditioner | |
| JPH09261949A (en) | Dc/dc converter and solar generation system | |
| JP4259240B2 (en) | Power converter | |
| JP2003009398A (en) | Control method of system interconnection power generation system and the system interconnection power generation system | |
| JP2004259762A (en) | Power supply system having solar battery | |
| JPH09243136A (en) | Solar air conditioner | |
| JP3584628B2 (en) | Solar cell output power control method | |
| JP3488348B2 (en) | DC power supply device combined with solar cell and control method thereof | |
| JPH10289025A (en) | Power conditioner for solar power generation system | |
| JPH06332554A (en) | Controlling method for photovoltaic system | |
| JPH09179643A (en) | Power converter for photovoltatic power generation | |
| JP2001275258A (en) | Solar battery system | |
| JP2001218368A (en) | Power converter and photovoltaic generation system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |