CN107634571B - 太阳能光伏发电装置 - Google Patents

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Abstract

在判定太阳能电池板的发电电力小于预定值的情况下，太阳能光伏发电装置的控制单元被配置成将太阳能电池与第一电力转换单元和第二电力转换单元断开连接、停止对第一电力转换单元供电以执行省电控制并且存储执行省电控制之后的太阳能电池板的开路电压(基准电压)。在执行省电控制之后在太阳能电池板的开路电压持续超过基准电压达预定时间的情况下，控制单元被配置成将太阳能电池连接至第一电力转换单元和第二电力转换单元并且开始对第一电力转换单元供电以解除省电控制。

Description

太阳能光伏发电装置
技术领域
本发明涉及使用太阳能电池板的太阳能光伏发电装置。
背景技术
例如，第2014-217218(JP 2014-217218 A)号日本专利申请公开或第2015-002640(JP 2015-002640 A)号日本专利申请公开公开了一种太阳能光伏发电装置，其被配置成使用从太阳能电池板输出的发电电力对太阳能电池进行充电。
在这些专利文献中所描述的太阳能光伏发电装置中，在太阳能电池板的发电电力不满足预定值的情况下，执行预定的省电控制。然后，当判定引起了规定状态等时解除所执行的省电控制。
发明内容
在上述JP 2014-217218 A所描述的太阳能光伏发电装置中，所执行的省电控制在执行省电控制之后经过预定时间时被解除，而没有确定太阳能电池板的发电状况(开路电压等)。
为此，在JP 2014-217218A中所描述的太阳能光伏发电装置中，即使在经过预定时间时太阳能电池板的发电电力未恢复至预定值，也会解除省电控制，或者即使在经过预定时间之前太阳能电池板的发电电力已经恢复至预定值，也不解除省电控制。
在JP 2015-002640 A中所描述的太阳能光伏发电装置中，当太阳能电池板的开路电压超过预定的阈值时，解除所执行的省电控制。然而，预定阈值是固定值而不考虑电流电压特性(I-V特性)根据太阳能电池板的温度环境而波动。
因此，在JP 2015-002640 A中所描述的太阳能光伏发电装置中，即使太阳能电池板的发电电力在开路电压超过预定阈值时未恢复至预定值，也能够解除省电控制，或者即使太阳能电池板的发电电力在开路电压超过预定阈值之前已经恢复至预定值，仍未解除省电控制。
本发明是鉴于上述问题提出的并且提供了一种太阳能光伏发电装置，其能够抑制下述的可能性：即使太阳能电池板的发电电力未恢复至预定值也能够解除所执行的省电控制，或者即使太阳能电池板的发电电力恢复至预定值仍未解除所执行的省电控制。
本发明的一方面涉及一种使用太阳能电池板的太阳能光伏发电装置。根据本发明的该方面的太阳能光伏发电装置包括：第一电力转换单元，其被配置成接收由太阳能电池板生成的发电电力作为输入、将发电电力转换成第一电力并且输出第一电力；太阳能电池，其连接至第一电力转换单元并且被配置成能够使用从第一电力转换单元输出的第一电力进行充电；第二电力转换单元，其连接至第一电力转换单元和太阳能电池并且被配置成接收从第一电力转换单元输出的第一电力或从太阳能电池输出的第二电力中的至少一者作为输入、将输入的电力转换成第三电力并输出第三电力；以及控制单元，其被配置成基于太阳能电池板的状态来控制太阳能电池和第一电力转换单元。在判定太阳能电池板的发电电力不满足预定值的情况下，控制单元被配置成将太阳能电池与第一电力转换单元和第二电力转换单元断开连接、停止对第一电力转换单元供电以执行省电控制并且存储从执行省电控制起经过预定的第一时间之前的太阳能电池板的开路电压作为基准电压。在执行省电控制之后在判定太阳能电池板的开路电压持续超过基准电压达预定第二时间的情况下，控制单元被配置成将太阳能电池连接至第一电力转换单元和第二电力转换单元并且开始对第一电力转换单元供电以解除省电控制。
在上述方面中，在由于太阳能电池板的发电电力不满足预定值而执行省电控制的情况下，太阳能电池与第一电力转换单元(例如太阳能电力转换器)和第二电力转换单元(例如辅助电力转换器)断开连接并且停止对第一电力转换单元供电。
通过该断开连接处理，抑制从太阳能电池向第二电力转换单元的放电。通过该供电停止处理，可以使第一电力转换单元进入操作停止状态并且防止内部电路执行浪费的操作(切换操作等)。因此，可以降低太阳能光伏发电装置的功耗。
当执行省电控制时，存储从执行起经过预定的第一时间之前(例如紧接在执行之后)出现在太阳能电池板的输出端子中的开路电压(基准电压)。然后，根据正在执行省电控制时出现在太阳能电池板的输出端子的开路电压是否持续超过存储的基准电压达预定时间来确定对正在执行的省电控制的解除。
由于存储的基准电压是太阳能电池板的输出端子中的电压的测量值，所以基准电压包括执行省电控制时I-V特性根据太阳能电池板的温度环境的波动。因此，作为测量值的基准电压——不是规定的固定阈值——用于确定对正在执行的省电控制的解除，由此可以在太阳能电池板的发电状况变为执行省电控制时的温度环境中的发电状况时——即在太阳能电池板的发电电力与预定值对应时——解除省电控制。
由此，可以抑制当省电控制被解除时太阳能电池板的发电电力未恢复至预定值的可能性。此外，可以抑制即使太阳能电池板的发电电力恢复至预定值仍未解除省电控制的可能性。
在上面所描述的方面中，控制单元可以被配置成当由太阳能电池板生成的发电电力小于阈值时判定太阳能电池板的发电电力不满足预定值。
在上面所描述的方面中，控制单元可以被配置成当太阳能电池板的工作电压与太阳能电池的端子电压之间的差变为等于或小于常数时，判定太阳能电池板的发电电力不满足预定值。
通过第二方面和第三方面的判定，可以降低太阳能光伏发电装置的功耗。
在上面所描述的方面中，控制单元可以具有：第一开关，其置于第一电力转换单元、第二电力转换单元与太阳能电池之间并且被配置成对太阳能电池的与第一电力转换单元和第二电力转换单元的电连接状态进行切换；第二开关，其置于被配置成执行对第一电力转换单元供电的电源与第一电力转换单元之间并且被配置成对电源与第一电力转换单元的电连接状态进行切换；第一检测单元，其置于太阳能电池板与第一电力转换单元之间并且被配置成检测太阳能电池板的输出端子中的第一电压值和第一电流值；以及判断处理单元，其被配置成基于由第一检测单元检测到的第一电压值和第一电流值来控制由第一开关和第二开关对电连接状态进行的切换，并且控制单元可以被配置成通过第一开关、第二开关、第一检测单元和判断处理单元来控制太阳能电池和第一电力转换单元。
在上面所描述的方面中，控制单元可以具有：第一开关，其置于第一电力转换单元、第二电力转换单元与太阳能电池之间并且被配置成对太阳能电池的与第一电力转换单元和第二电力转换单元的电连接状态进行切换；第二开关，其置于被配置成执行对第一电力转换单元供电的电源与第一电力转换单元之间并且被配置成对电源与第一电力转换单元的电连接状态进行切换；第一检测单元，其置于太阳能电池板与第一电力转换单元之间并且被配置成检测太阳能电池板的输出端子中的第一电压值；第二检测单元，其置于第一开关与太阳能电池之间并且被配置成检测太阳能电池的输出端子中的第二电压值；以及判断处理单元，其被配置成基于由第一检测单元检测到的第一电压值和由第二检测单元检测到的第二电压值来控制由第一开关和第二开关对电连接状态进行的切换，并且控制单元可以被配置成通过第一开关、第二开关、第一检测单元、第二检测单元和判断处理单元来控制太阳能电池和第一电力转换单元。
在上面所描述的方面中，可以通过以下方式来执行省电控制：关断第一开关以将太阳能电池与第一电力转换单元和第二电力转换单元断开连接，并且关断第二开关以停止对第一电力转换单元供电。
在上面所描述的方面中，通过以下方式来解除省电控制：接通第一开关以将太阳能电池连接至第一电力转换单元和第二电力转换单元，并且接通第二开关以开始对第一电力转换单元供电。
在上面所描述的方面中，第一检测单元可以被配置成检测太阳能电池板的开路电压。
如上所述，根据本发明的太阳能光伏发电装置，可以抑制下述的可能性：即使太阳能电池板的发电电力未恢复至预定值，也解除所执行的省电控制，或者即使太阳能电池板的发电电力恢复至预定值，也不解除所执行的省电控制。
附图说明
下面将参照附图来描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，并且在附图中：
图1是示出根据本发明的第一实施方式的太阳能光伏发电装置的构造示例的图；
图2是示出表示太阳能电池板的发电能力的I-V特性的图；
图3A是示出太阳能电池板的根据电池板温度的I-V特性的波动的图；
图3B是示出太阳能电池板的根据辐照度的I-V特性的波动的图；
图4是示出由第一实施方式的控制单元执行的控制的处理过程的流程图；
图5是示出根据本发明的第二实施方式的太阳能光伏发电装置的构造示例的图；
图6是示出由第二实施方式的控制单元执行的控制的处理过程的流程图；
图7是示出由控制单元执行的根据应用示例1的控制的处理过程的流程图；以及
图8是示出由控制单元执行的根据应用示例2的控制的处理过程的流程图。
具体实施方式
[概述]
在根据本实施方式的使用太阳能电池板的太阳能光伏发电装置中，在由于太阳能电池板的发电电力不满足预定值而执行省电控制的情况下，存储执行省电控制之后的太阳能电池板的开路电压(＝基准电压)。基于太阳能电池板的开路电压和存储的基准电压来确定对省电控制的解除。由于基准电压包括根据太阳能电池板的温度环境的I-V特性的波动，所以可以抑制解除省电控制时太阳能电池板的发电电力未恢复成与预定值对应的可能性。
[第一实施方式]
<太阳能光伏发电装置的构造>
图1是示出根据本发明的第一实施方式的太阳能光伏发电装置1的构造示例的图。图1所示的根据第一实施方式的太阳能光伏发电装置1包括太阳能电池板11、太阳能电力转换器12、辅助电力转换器13、太阳能电池14、辅助电池15和控制单元16。控制单元16包括第一开关161、第二开关162、第一检测单元163和判断处理单元164。
在图1中，由粗实线指示电力(电压和电流)信号流过的线路并且由细实线指示供电信号或控制信号(检测值、指令等)流过的线路。
在太阳能光伏发电装置1中，太阳能电池板11的输出端子通过第一检测单元163与太阳能电力转换器12的输入端子连接。太阳能电力转换器12的输出端子连接至辅助电力转换器13的输入端子并且通过第一开关161连接至太阳能电池14的输入/输出端子。辅助电力转换器13的输出端子连接至辅助电池15的输入/输出端子。分别地，控制单元16通过第一开关161、第二开关162、第一检测单元163和判断处理单元164连接至太阳能电池板11、太阳能电力转换器12、辅助电力转换器13和太阳能电池14。
·太阳能电池板11
太阳能电池板11例如是接收日光的辐射并执行发电的太阳能电池模块。太阳能电池板11通过第一检测单元163向太阳能电力转换器12输出通过发电获得的电压和电流(即电力)。太阳能电池板11的发电输出大大地取决于由太阳能电池板11接收的太阳辐射量并且当太阳辐射量大时增大。
图2示出了表示太阳能电池板11的发电能力的I-V特性。I-V特性示出了在接收光时由太阳能电池板11生成的电压(横轴)与电流(纵轴)之间的对应关系。开路电压Voc是在无负载连接的太阳能电池板11的输出端子开路的状态下——即在工作电流Iop被设置成“0”的状态下——在输出端子出现的电压值。短路电流Isc是在太阳能电池板11的输出端子短路的状态下——即在工作电压Vop被设置成“0”的状态下——在输出端子中流动的电流值。
I-V特性根据太阳能电池板11的温度而波动，并且开路电压Voc的值和短路电流Isc的值也发生变化。图3A示出了在相同辐照度下改变太阳能电池板11的温度的情况下的I-V特性。如图3A所示，在取决于太阳辐射量的辐照度恒定的条件下，太阳能电池板11的开路电压Voc随着太阳能电池板11的温度(本体温度、环境温度)升高而趋向于减小。
I-V特性根据太阳能电池板11的辐照度而波动，并且开路电压Voc的值和短路电流Isc的值也发生变化。图3B示出了在相同温度下太阳能电池板11的辐照度变化的情况下的I-V特性。如图3B所示，太阳能电池板11的开路电压Voc随着太阳能电池板11的辐照度降低而趋向于减小。
以这种方式，由于太阳能电池板11具有特征性I-V特性，所以可以基于太阳能电池板11的开路电压Voc来估计放置太阳能电池板11的使用环境的状况。在本实施方式中，聚焦于太阳能电池板11的I-V特性，基于太阳能电池板11的开路电压Voc来适当地执行太阳能光伏发电装置1的省电控制。
·太阳能电力转换器12
太阳能电力转换器12通过第一检测单元163接收由太阳能电池板11生成的发电电力作为输入并且将发电电力转换成预定的第一电力。然后，太阳能电力转换器12通过第一开关161将转换后的第一电力输出至太阳能电池14并且将第一电力输出至辅助电力转换器13。太阳能电力转换器12例如由DC/DC转换器、控制DC/DC转换器的操作的控制单元等(未示出)构成。太阳能电力转换器12可以例如使用已知的最大电力点跟踪(MPPT)控制来设置太阳能电池板11的操作点。太阳能电力转换器12与所附权利要求书中的“第一电力转换单元”对应。
·太阳能电池14
太阳能电池14例如是可充电/可放电的蓄电元件例如镍氢电池。太阳能电池14通过第一开关161连接至太阳能电力转换器12，以便能够使用从太阳能电力转换器12输出的第一电力进行充电。太阳能电池14通过第一开关161连接至辅助电力转换器13，以便当辅助电池15的存储容量不足等时将太阳能电池14中的充电电力中的一部分放出作为第二电力。因此，太阳能电池14的充电状态(SOC)变成从太阳能电力转换器12输出的第一电力中减去输出至辅助电力转换器13的第二电力而获得的差分电力的积分值。
·辅助电力转换器13
辅助电力转换器13接收从太阳能电力转换器12输出的第一电力或通过第一开关161从太阳能电池14输出的第二电力中的至少一者作为输入并且将输入的电力转换成预定的第三电力。然后，辅助电力转换器13将转换后的第三电力输出至辅助电池15。辅助电力转换器13与所附权利要求书中的“第二电力转换单元”对应。
·辅助电池15
辅助电池15例如是可充电/可放电的蓄电元件例如铅蓄电池。辅助电池15连接至辅助电力转换器13，以便能够使用从辅助电力转换器13输出的第三电力进行充电。因此，从辅助电力转换器13输出的第三电力成为用于对辅助电池15进行充电的充电电力。辅助电池15连接至辅助负载(未示出)以便放电并且提供辅助负载的操作所需的电力。
·控制单元16
控制单元16通过包括在构造中的第一开关161、第二开关162、第一检测单元163和判断处理单元164基于太阳能电池板11的状态来以如下方式执行对太阳能电力转换器12和太阳能电池14的控制。
第一开关161置于太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13与太阳能电池14之间并且根据来自判断处理单元164的指令对太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13与太阳能电池14的连接状态进行控制。对于第一开关161而言，例如，可以使用能够根据来自外部的指令等来切换两个端子之间的导通/非导通状态的开关。
具体地，在从判断处理单元164接收到电池连接指令的情况下，将第一开关161改变成在两个端子之间进行电导通的连接状态并且执行用于将太阳能电池14与太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13连接的控制。在连接状态下，能够使用从太阳能电力转换器12输出的第一电力(即由太阳能电池板11生成的发电电力)对太阳能电池14进行充电。在连接状态下，能够将存储在太阳能电池14中的第二电力供给至辅助电力转换器13(即对辅助电池15进行充电)。
在从判断处理单元164接收到电池解除(开放)的指令的情况下，第一开关161改变成在两个端子之间进行非电导通的开放状态并且执行用于将太阳能电池14与太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13断开连接并且关断的控制。在开放状态下，不能使用从太阳能电力转换器12输出的第一电力(即由太阳能电池板11生成的发电电力)对太阳能电池14进行充电。在开放状态下，存储在太阳能电池14中的第二电力也不能供给至辅助电力转换器13(即对辅助电池15进行充电)。
第二开关162置于施加预定电源电压+B的信号线与太阳能电力转换器12的电源端子(未示出)之间并且根据来自判断处理单元164的指令控制电源电压+B与太阳能电力转换器12的电源端子的连接状态、即至太阳能电力转换器12的电源电压供给状态。对于第二开关162而言，例如，可以使用能够根据来自外部的指令在两个端子之间切换导通/非导通状态的开关等。
具体地，在从判断处理单元164接收到电力供给的指令的情况下，将第二开关162改变成在两个端子之间进行电导通的连接状态并且执行用于将太阳能电力转换器12的电源端子与电源电压+B连接的控制。在连接状态下，将电源电压+B供给至太阳能电力转换器12的电源电路(未示出)，并且使太阳能电力转换器12进入操作状态。
在从判断处理单元164接收到用于不供电的指令的情况下，将第二开关162改变成在两个端子之间进行非电导通的开放状态并且执行用于将太阳能电力转换器12的电源端子与电源电压+B断开连接并且关断的控制。在开放状态下，电源电压+B不会供给至太阳能电力转换器12的电源电路(未示出)，并且使太阳能电力转换器12进入操作停止状态。
由于第二开关162可以足以控制至太阳能电力转换器12的电源电压供应状态，所以除了使用外部装置例如上述开关之外可以使包括在太阳能电力转换器12的电源电路中的开关元件等接通/断开以控制电源电压供给/电源电压关断状态。
第一检测单元163置于太阳能电池板11与太阳能电力转换器12之间、检测出现在太阳能电池板11的输出端子中的电压和电流并且将检测到的电压和电流输出至判断处理单元164。对于第一检测单元163而言，例如可以使用电压传感器、电流传感器等。
具体地，当太阳能电力转换器12正在进行操作(第二开关162处于连接状态并且供电)时，第一检测单元163检测出现在太阳能电池板11的输出端子中的工作电压Vop和工作电流Iop。
当太阳能电力转换器12未进行操作(第二开关162处于开放状态并且未供电)时，第一检测单元163检测出现在太阳能电池板11的输出端子中的开路电压Voc。
分别地，判断处理单元164从第一检测单元163获取由第一检测单元163检测到的工作电压Vop、工作电流Iop和开路电压Voc。然后，判断处理单元164基于获取的电压和电流以及预先设置的预定阈值Th或常数N对第一开关161执行用于电池连接/电池解除的指令并对第二开关162执行用于供电/不供电的指令并且控制第一开关161和第二开关162的导通/非导通状态。下面将描述该控制。
太阳能电力转换器12、辅助电力转换器13、控制单元16的判断处理单元164等可以被配置为通常包括中央处理单元(CPU)、存储器和输入/输出接口的电子控制单元(ECU)。在电子控制单元(ECU)中，CPU读取、解译和执行存储在存储器中的程序，从而实现预定的功能。
<由太阳能光伏发电装置执行的省电控制>
接下来，将参照图4进一步描述由根据本发明的第一实施方式的太阳能光伏发电装置1执行的省电控制。图4是示出由太阳能光伏发电装置1的控制单元16执行的控制的处理过程的流程图。
如果太阳能光伏发电装置1使用电源等进行操作，则开始图4所示的控制。如果太阳能光伏发电装置1进行操作，判断处理单元164获取由第一检测单元163检测到的太阳能电池板11的工作电压Vop和工作电流Iop并且计算太阳能电池板11的发电电力P(＝Vop×Iop)，从而监视太阳能电池板11的发电状况。
在监视上述正常时间的太阳能电池板11的发电状况时，判断处理单元164判定太阳能电池板11的发电电力P是否小于阈值Th(P<Th)(步骤S401)。在发电电力P小于阈值Th的情况下，判断处理单元164判定该状态是否持续预定时间(步骤S402)。
阈值Th是用于确定太阳能电池板11的发电状况不令人满意并且需要执行用于避免电力从太阳能电池14放出的省电控制的基准值。阈值Th基于太阳能电池板11的发电能力、太阳能电池14的存储容量等进行任意设置。适当地设置预定时间以便排除由于日光的即时阴影等引起的发电电力P的短期改变的影响。
在判定太阳能电池板11的发电电力P小于阈值Th(步骤S401：是)并且该状态持续预定时间(步骤S402：是)的情况下，即，在判定太阳能电池板11的发电电力不满足预定值的情况下，分别地，判断处理单元164对第一开关161执行电池解除指令并且对第二开关162执行非供电指令，以便执行省电控制。
根据上述电池解除指令，第一开关161进入开放状态，并且太阳能电池14与太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13断开连接(步骤S403)。通过断开连接处理，可以禁止从太阳能电池14向辅助电池15放出第二电力。通过断开连接处理，可以停止在正常时间由太阳能电池14正在执行的对ECU的供电(例如切换来自辅助电池15的供电)。因此，可以避免从太阳能电池14放出电力。
根据上述非供电指令，第二开关162进入开放状态、太阳能电力转换器12的电源端子与电源电压+B断开连接并且供电停止(步骤S403)。通过供电停止处理，可以使太阳能电力转换器12进入操作停止状态。因此，即使在太阳能电池板11中未充分地获得发电电力P，仍可以避免电力由于太阳能电力转换器12中包括的DC/DC转换器(未示出)的开关动作等而被浪费地消耗。也就是说，可以降低太阳能光伏发电装置1中的功耗。
在上述步骤S403中，如果通过对太阳能电池14的断开连接处理和对太阳能电力转换器12的供电停止处理来执行省电控制，则判断处理单元164在从执行省电控制起经过预定时间(与所附权利要求中的“第一时间”对应)之前从第一检测单元163中获取在太阳能电池板11的输出端子中出现的开路电压Voc。然后，判断处理单元164存储所获取的开路电压Voc作为基准电压Vref(步骤S404)。基准电压Vref用于确定下面描述的省电控制的解除。
上述第一时间可以被设置成在执行省电控制之后的太阳能电池板11的开路电压Voc(＝基准电压Vref)不波动或经历较小波动的时间。例如，表述“从执行省电控制起经过预定的第一时间之前”被认为是紧接在执行省电控制之后等。
在上述步骤S403和S404中，在执行通过太阳能电池14的断开连接和太阳能电力转换器12的供电停止的省电控制并且存储基准电压Vref之后，判断处理单元164获取由第一检测单元163检测到的太阳能电池板11的开路电压Voc，以监视太阳能电池板11的发电状况。
在上述省电时监视发电状况的情况下，判断处理单元164判定太阳能电池板11的开路电压Voc与存储的基准电压Vref之间的差是否超过预定常数N(Voc-Vref>N)(步骤S405)。在开路电压Voc与基准电压Vref之间的电压差超过常数N的情况下，判断处理单元164判定该状态是否持续达预定时间(与所附权利要求书中的“第二时间”对应)(步骤S406)。
常数N是用于确定太阳能电池板11的当前发电状况比执行省电控制之前的发电状况更令人满意并且不需要执行省电控制的基准值。常数N基于太阳能电池板11的发电能力等进行任意设置。适当地设置预定时间以排除由阳光的即时阴影等引起的开路电压Voc的短期改变的影响。
在判定太阳能电池板11的开路电压Voc与基准电压Vref之间的当前电压差超过常数N的情况下(步骤S405：是)并且该状态持续预定时间(步骤S406：是)的情况下，即，在判定太阳能电池板11的发电电力恢复至预定值的情况下，分别地判断处理单元164对第一开关161执行电池连接指令并且对第二开关162执行供电指令，以便解除省电控制。
根据上述电池连接指令，第一开关161进入连接状态，并且太阳能电池14连接至太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13(步骤S407)。通过连接处理，能够将第一电力从太阳能电力转换器12对太阳能电池14充电，并且能够将第二电力从太阳能电池14放出到辅助电池15。通过连接处理，可以从太阳能电池14供给用于ECU的电力。
根据上述供电指令，第二开关162进入连接状态、太阳能电力转换器12的电源端子连接至电源电压+B并且开始供电(步骤S407)。通过供电开始处理，可以开始太阳能电力转换器12的操作。因此，可以通过太阳能电力转换器12将由太阳能电池板11生成的发电电力P存储在太阳能电池14中或将发电电力P供给至辅助电力转换器13。
利用上述，从根据太阳能电池板11的发电电力的波动执行省电控制到解除省电控制的单次处理结束。然而，实际上，为了连续地确定太阳能电池板11的发电电力的波动，重复执行上述步骤S401至S407的一系列处理。
<本实施方式中的功能效果>
通过根据上面所描述的本发明的第一实施方式的太阳能光伏发电装置1，根据太阳能电池板11的发电电力P是否持续小于阈值Th达预定时间来对太阳能电池板11的发电电力是否不满足预定值进行判定——作为执行省电控制的判定。然后，在基于该判定执行省电控制的情况下，太阳能电池14与太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13断开连接，并且停止向太阳能电力转换器12供电。
通过电力转换器断开连接处理，禁止将第二电力从太阳能电池14放出到辅助电力转换器13。通过停止处理，可以使太阳能电力转换器12进入操作停止状态，并且防止内部电路执行浪费的操作(切换操作等)。因此，可以降低太阳能光伏发电装置1的功耗。
当执行省电控制时，存储在从执行起经过预定时间之前(例如紧接在执行之后)出现在太阳能电池板11的输出端子中的开路电压(基准电压Vref)。然后，根据出现在太阳能电池板11的输出端子中的开路电压Voc是否持续超过存储的基准电压Vref达预定时间来判定对正在执行的省电控制的解除。
由于存储的基准电压Vref是太阳能电池板11的输出端子电压的测量值，所以基准电压Vref包括根据执行省电控制时太阳能电池板11的温度环境的I-V特性的波动。因此，作为测量值而不是规定的固定阈值的基准电压Vref用于判定对正在执行的省电控制的解除，由此可以在太阳能电池板11的发电状况变成执行省电控制时的温度环境中的发电状况时——也就是说在太阳能电池板的发电电力与预定值对应时——解除省电控制。
由此，可以抑制在解除省电控制时太阳能电池板11的发电电力仍不恢复至预定值(发电电力P<阈值Th)的可能性。此外，也可以抑制即使太阳能电池板11的发电电力恢复至预定值(发电电力P≥阈值Th)仍不解除省电控制的可能性。
[第二实施方式]
<太阳能光伏发电装置的构造>
图5是示出根据本发明的第二实施方式的太阳能光伏发电装置2的构造示例的图。图5所示的根据第二实施方式的太阳能光伏发电装置2包括太阳能电池板11、太阳能电力转换器12、辅助电力转换器13、太阳能电池14、辅助电池15和控制单元17。控制单元17包括第一开关161、第二开关162、第一检测单元163、第二检测单元171和判断处理单元172。
根据第二实施方式的太阳能光伏发电装置2的构造包括与根据上述第一实施方式的太阳能光伏发电装置1不同的控制单元17的第二检测单元171和判断处理单元172。在下文中，将聚焦于第二检测单元171和判断处理单元172来描述根据第二实施方式的太阳能光伏发电装置2。与根据第一实施方式的太阳能光伏发电装置1的构造和控制相同的构造和控制是由相同的附图标记和步骤编号来表示，并且将省略其描述的全部或一部分。
在太阳能光伏发电装置2中，太阳能电池板11的输出端子通过第一检测单元163连接至太阳能电力转换器12的输入端子。太阳能电力转换器12的输出端子连接至辅助电力转换器13的输入端子并且通过第一开关161和第二检测单元171连接至太阳能电池14的输入/输出端子。辅助电力转换器13的输出端子连接至辅助电池15的输入/输出端子。分别地，控制单元16通过第一开关161、第二开关162、第一检测单元163、第二检测单元171和判断处理单元172连接至太阳能电池板11、太阳能电力转换器12、辅助电力转换器13和太阳能电池14。
太阳能电力转换器12通过第一检测单元163接收由太阳能电池板11生成的发电电力作为输入并且将发电电力转换成预定的第一电力。然后，太阳能电力转换器12通过第一开关161和第二检测单元171将转换后的第一电力输出至太阳能电池14并且将第一电力输出至辅助电力转换器13。
辅助电力转换器13接收从太阳能电力转换器12输出的第一电力或者通过第一开关161和第二检测单元171从太阳能电池14输出的第二电力中的至少一者作为输入并且将输入的电力转换成预定的第三电力。
第二检测单元171置于太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13与太阳能电池14之间——具体地位于第一开关161与太阳能电池14之间、检测太阳能电池14的输出端子中出现的电压并且将检测到的电压输出至判断处理单元164。对于第二检测单元171而言，例如，可以使用电压传感器等。
判断处理单元172从第一检测单元163分别获取由第一检测单元163检测到的工作电压Vop、工作电流Iop和开路电压Voc。此外，判断处理单元172从第二检测单元171获取由第二检测单元171检测到的太阳能电池14的输入/输出端子中的电压Vsb。然后，判断处理单元172基于获取的电压和电流以及预先设置的预定常数N或常数n对第一开关161执行用于电池连接/电池解除的指令并对第二开关162执行用于供电/不供电的指令并且控制第一开关161和第二开关162的导通/非导通状态。下面将描述该控制。
<由太阳能光伏发电装置执行的省电控制>
接下来，将参照图6来描述由根据本发明的第二实施方式的太阳能光伏发电装置2执行的省电控制。图6是示出由太阳能光伏发电装置2的控制单元17执行的控制处理过程的流程图。在图6所示的流程图中，用步骤S601来替换图4的流程图中所示的步骤S401和S402。
如果太阳能光伏发电装置2进行操作，判断处理单元172获取由第一检测单元163检测到的太阳能电池板11的工作电压Vop。判断处理单元172获取由第二检测单元171检测到的太阳能电池14的输入/输出端子中的电压Vsb。然后，判断处理单元164判定太阳能电池板11的工作电压Vop与太阳能电池14的输入/输出端子中的电压Vsb之间的差是否小于常数n(Vop-Vsb<n)(步骤S601)。
常数n是用于确定太阳能电池板11的发电状况不令人满意并且需要执行用于避免从太阳能电池14放出电力的省电控制的基准值。常数n根据太阳能电池板11的发电能力、太阳能电池14的存储容量等进行任意设置。
在判定太阳能电池板11的工作电压Vop与太阳能电池14的输入/输出端子中的Vsb之间的差小于常数n的情况下(步骤S601：是)，即，在判定太阳能电池板11的发电电力不满足预定值的情况下，分别地判断处理单元172对第一开关161执行电池解除(开放)指令并且对第二开关162执行不供电指令，以便执行省电控制。
步骤S403至S407的随后处理与图4的流程图中的相同，并且将使用与图4有关的处理描述中的“判断处理单元164”改变成“判断处理单元172”的内容进行描述。
<本实施方式中的功能效果>
通过根据上面所描述的本发明的第二实施方式的太阳能光伏发电装置2，根据太阳能电池板11的工作电压Vop与太阳能电池14的输入/输出端子中的电压Vsb之间的差是否小于常数n来对太阳能电池板11的发电电力是否不满足预定值进行判定——作为执行省电控制的判定。然后，在基于该判定执行省电控制的情况下，太阳能电池14与太阳能电力转换器12和辅助电力转换器13断开连接，并且停止向太阳能电力转换器12供电。
通过该处理，根据第二实施方式的太阳能光伏发电装置2可以获得与根据上述第一实施方式的太阳能光伏发电装置1的功能效果相同的功能效果。
[应用示例1]
将描述由根据上述第二实施方式的太阳能光伏发电装置2执行的省电控制的应用示例1。图7是示出由太阳能光伏发电装置2的控制单元17执行的根据应用示例1的控制的处理过程的流程图。
在图7所示的流程图中，在上述图4的流程图中所示的步骤S402与S403之间添加上述步骤S601。也就是说，在该控制中，对第一实施方式的控制和第二实施方式的控制进行组合。
如图7所示，可以采用以下控制，在该控制中，在判定太阳能电池板11的发电电力P小于阈值Th(步骤S401：是)并且该状态持续达预定时间(步骤S402：是)的情况下，并且另外，在可以判定太阳能电池板11的工作电压Vop与太阳能电池14的输入/输出端子中的电压Vsb之间的差小于常数n(步骤S601：是)的情况下，能够执行省电控制。
[应用示例2]
将描述由根据上述第二实施方式的太阳能光伏发电装置2执行的省电控制的应用示例2。图8是示出由太阳能光伏发电装置2的控制单元17执行的根据应用例2的控制的处理过程的流程图。
在图8所示的流程图中，在上述图4的流程图中所示的步骤S404与S405之间添加新的步骤S801。在步骤S801中，在执行省电控制期间，分别地从第一检测单元163获取太阳能电池板11的开路电压Voc，并且从第二检测单元171中获取太阳能电池14的输入/输出端子中的电压Vsb。然后，在可以确定开路电压Voc与端子电压Vsb之间的差大于常数n(Voc-Vsb>n)的情况下，可以采用这样的控制，在该控制种，处理可以进行到步骤S405的判定。
根据应用示例2，即使在省电控制开始之后发生温度急剧改变的情况下，也可以抑制在解除省电控制时太阳能电池板11的发电电力未恢复成与预定值对应的可能性。
虽然上面详细描述了本发明，但上述描述在所有方面都是说明性的而不是限制性的。应当理解，在不脱离本发明的精神的情况下，可以进行各种改进或修改。
本发明的太阳能光伏发电装置可以用于应当使用由太阳能电池板生成的电力的供电系统，例如车辆。

Claims (12)

1.一种使用太阳能电池板的太阳能光伏发电装置，所述太阳能光伏发电装置的特征在于包括：
第一电力转换单元，所述第一电力转换单元配置成接收由所述太阳能电池板生成的发电电力作为输入、将所述发电电力转换成第一电力并且输出所述第一电力；
太阳能电池，所述太阳能电池连接至所述第一电力转换单元并且配置成能够使用从所述第一电力转换单元输出的所述第一电力进行充电；
第二电力转换单元，所述第二电力转换单元连接至所述第一电力转换单元和所述太阳能电池并且配置成接收从所述第一电力转换单元输出的所述第一电力或从所述太阳能电池输出的第二电力中的至少一者作为输入、将所输入的电力转换成第三电力并且输出所述第三电力；以及
控制单元，所述控制单元配置成基于所述太阳能电池板的状态来控制所述太阳能电池和所述第一电力转换单元，
其中，在判定所述太阳能电池板的所述发电电力不满足预定值的情况下，所述控制单元配置成将所述太阳能电池与所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元断开连接、停止对所述第一电力转换单元供电以执行省电控制并且存储从执行所述省电控制起经过预定的第一时间之前的所述太阳能电池板的开路电压作为基准电压，以及，在执行所述省电控制之后在判定所述太阳能电池板的所述开路电压持续地超过所述基准电压达预定的第二时间的情况下，所述控制单元配置成将所述太阳能电池连接至所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元并且开始对所述第一电力转换单元供电以解除所述省电控制。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述控制单元配置成：当由所述太阳能电池板生成的所述发电电力低于阈值时，判定所述太阳能电池板的所述发电电力不满足所述预定值。
3.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述控制单元配置成：当所述太阳能电池板的工作电压与所述太阳能电池的端子电压之间的差变为等于或小于常数时，判定所述太阳能电池板的所述发电电力不满足所述预定值。
4.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述控制单元具有：第一开关，所述第一开关置于所述第一电力转换单元、所述第二电力转换单元与所述太阳能电池之间并且配置成对所述太阳能电池的与所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元的电连接状态进行切换；第二开关，所述第二开关置于所述第一电力转换单元与配置成对所述第一电力转换单元执行供电的电源之间并且配置成对所述电源与所述第一电力转换单元的电连接状态进行切换；第一检测单元，所述第一检测单元置于所述太阳能电池板与所述第一电力转换单元之间并且配置成检测所述太阳能电池板的输出端子中的第一电压值和第一电流值；以及判断处理单元，所述判断处理单元配置成基于由所述第一检测单元检测到的所述第一电压值和所述第一电流值来控制由所述第一开关和所述第二开关进行的所述电连接状态的切换，以及，所述控制单元配置成通过所述第一开关、所述第二开关、所述第一检测单元和所述判断处理单元来控制所述太阳能电池和所述第一电力转换单元。
5.根据权利要求2所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述控制单元具有：第一开关，所述第一开关置于所述第一电力转换单元、所述第二电力转换单元与所述太阳能电池之间并且配置成对所述太阳能电池的与所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元的电连接状态进行切换；第二开关，所述第二开关置于所述第一电力转换单元与配置成对所述第一电力转换单元执行供电的电源之间并且配置成对所述电源与所述第一电力转换单元的电连接状态进行切换；第一检测单元，所述第一检测单元置于所述太阳能电池板与所述第一电力转换单元之间并且配置成检测所述太阳能电池板的输出端子中的第一电压值和第一电流值；以及判断处理单元，所述判断处理单元配置成基于由所述第一检测单元检测到的所述第一电压值和所述第一电流值来控制由所述第一开关和所述第二开关进行的所述电连接状态的切换，以及，所述控制单元配置成通过所述第一开关、所述第二开关、所述第一检测单元和所述判断处理单元来控制所述太阳能电池和所述第一电力转换单元。
6.根据权利要求1所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述控制单元具有：第一开关，所述第一开关置于所述第一电力转换单元、所述第二电力转换单元与所述太阳能电池之间并且配置成对所述太阳能电池的与所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元的电连接状态进行切换；第二开关，所述第二开关置于所述第一电力转换单元与配置成对所述第一电力转换单元执行供电的电源之间并且配置成对所述电源与所述第一电力转换单元的电连接状态进行切换；第一检测单元，所述第一检测单元置于所述太阳能电池板与所述第一电力转换单元之间并且配置成检测所述太阳能电池板的输出端子中的第一电压值；第二检测单元，所述第二检测单元置于所述第一开关与所述太阳能电池之间并且配置成检测所述太阳能电池的输出端子中的第二电压值；以及判断处理单元，所述判断处理单元配置成基于由所述第一检测单元检测到的所述第一电压值和由所述第二检测单元检测到的所述第二电压值来控制由所述第一开关和所述第二开关进行的所述电连接状态的切换，以及，所述控制单元配置成通过所述第一开关、所述第二开关、所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述判断处理单元来控制所述太阳能电池和所述第一电力转换单元。
7.根据权利要求3所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述控制单元具有：第一开关，所述第一开关置于所述第一电力转换单元、所述第二电力转换单元与所述太阳能电池之间并且配置成对所述太阳能电池的与所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元的电连接状态进行切换；第二开关，所述第二开关置于所述第一电力转换单元与配置成对所述第一电力转换单元执行供电的电源之间并且配置成对所述电源与所述第一电力转换单元的电连接状态进行切换；第一检测单元，所述第一检测单元置于所述太阳能电池板与所述第一电力转换单元之间并且配置成检测所述太阳能电池板的输出端子中的第一电压值；第二检测单元，所述第二检测单元置于所述第一开关与所述太阳能电池之间并且配置成检测所述太阳能电池的输出端子中的第二电压值；以及判断处理单元，所述判断处理单元配置成基于由所述第一检测单元检测到的所述第一电压值和由所述第二检测单元检测到的所述第二电压值来控制由所述第一开关和所述第二开关进行的所述电连接状态的切换，以及，所述控制单元配置成通过所述第一开关、所述第二开关、所述第一检测单元、所述第二检测单元和所述判断处理单元来控制所述太阳能电池和所述第一电力转换单元。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
通过关断所述第一开关以将所述太阳能电池与所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元断开连接并且关断所述第二开关以停止对所述第一电力转换单元供电来执行所述省电控制。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
通过接通所述第一开关以将所述太阳能电池连接至所述第一电力转换单元和所述第二电力转换单元并且接通所述第二开关以开始对所述第一电力转换单元供电来解除所述省电控制。
10.根据权利要求4至7中任一项所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述第一检测单元配置成检测所述太阳能电池板的所述开路电压。
11.根据权利要求8所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述第一检测单元配置成检测所述太阳能电池板的所述开路电压。
12.根据权利要求9所述的太阳能光伏发电装置，其特征在于，
所述第一检测单元配置成检测所述太阳能电池板的所述开路电压。
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