CN108415504B - 太阳能发电控制装置和太阳能发电系统 - Google Patents

Abstract

公开了太阳能发电控制装置和太阳能发电系统。在该太阳能发电控制装置中，存储单元存储针对太阳能板的板表面上的每个照度获得最大功率的输出电压，获取电路获取车辆速度、板表面上的当前照度以及指示在车辆前面的指定区域中的照度的第一信息，并且计算电路基于第一信息和车辆速度来计算板表面上的预测照度，该预测照度是经过指定时间长度之后的照度。当确定分别在当前照度和预测照度下获得最大功率的第一输出电压与第二输出电压之间的差的绝对值超过指定阈值时，控制电路做出校正使得：在经过指定时间长度时，太阳能板的输出电压与第二输出电压一致。

Description

太阳能发电控制装置和太阳能发电系统

技术领域

本公开内容涉及被配置成通过最大功率点跟踪方法来控制由安装在可移动体如车辆上的太阳能板生成的电功率的太阳能发电控制装置和太阳能发电系统。

背景技术

例如，日本未经审查的专利申请公开第06-035555号描述了采用最大功率点跟踪(MPPT)控制的太阳能发电系统。

发明内容

最大功率点是使由太阳能板生成的电功率(electric power)(在下文中，简称为“功率(power)”)最大化的输出电压。最大功率点根据从太阳接收的太阳辐射的状态而变化。因而，最大功率点跟踪控制在以下方面仍然具有改进空间。在由于在太阳能板处接收的太阳辐射的状态的显著改变而导致最大功率点显著变化的情况下，如在车辆行进在具有隧道的道路上的情况(参见图6)或者车辆在通过树叶过滤的阳光下行进在街道上的情况下，在改变之后，太阳能板的输出电压可能要花费时间来达到最大功率点处的输出电压或者太阳能板的输出电压可能无法达到或跟随最大功率点处的输出电压。在这样的情况下，太阳能板以其全部能力来发电的持续时间减少，导致太阳能发电系统的发电效率降低。

本公开内容提供了一种被配置成即使在太阳能板的最大功率点显著变化的环境下也能够实现太阳能板的高效发电的太阳能发电控制装置。

本公开内容的第一方面涉及一种太阳能发电控制装置，所述太阳能发电控制装置被配置成通过最大功率点跟踪方法来控制由安装在车辆上的太阳能板生成的功率。太阳能发电控制装置包括存储单元、获取电路、计算电路和控制电路。存储单元被配置成存储太阳能板的板表面上的照度和在相应照度下使由太阳能板生成的功率最大化的太阳能板的输出电压。照度与输出电压彼此相关联。获取电路被配置成获取车辆的行进速度、板表面上的当前照度以及指示车辆前面的指定区域中的照度的第一信息。计算电路被配置成基于第一信息和行进速度来计算板表面上的预测照度。预测照度是从当前时间开始经过指定时间长度之后的板表面上的照度。控制电路被配置成：i)参考存储单元中存储的信息来计算在当前照度下获得最大功率的第一输出电压与在预测照度下获得最大功率的第二输出电压之间的差的绝对值；ii)确定差的绝对值是否超过指定阈值，以及iii)当确定差的绝对值超过指定阈值时，校正太阳能板的输出电压使得：当经过指定时间长度时，太阳能板的输出电压与第二输出电压一致，以执行最大功率点跟踪控制。

本公开内容的第二方面涉及一种太阳能发电控制装置，所述太阳能发电控制装置被配置成控制由安装在可移动体上的太阳能板生成的功率。太阳能发电控制装置包括：存储单元，所述存储单元被配置成存储关于与在太阳能板处接收的太阳辐射对应的照度的信息和在相应照度下使由太阳能板生成的功率最大化的太阳能板的输出电压，关于照度的信息与输出电压彼此相关联；获取电路，所述获取电路被配置成获取关于与当前在太阳能板处接收的太阳辐射对应的照度的第一照度信息和关于沿可移动体的行进方向在可移动体前面的位置处的照度的第二照度信息；以及计算电路，所述计算电路被配置成基于第一照度信息与第二照度信息之间的差来改变太阳能板的输出电压。

本公开内容的第三方面涉及一种太阳能发电系统。所述太阳能发电系统包括：太阳能板，所述太阳能板被安装在车辆上并且被配置成生成功率；外部信息获取电路，所述外部信息获取电路被配置成捕获沿车辆的行进方向在所述车辆前面的指定区域的图像，确定在所捕获的图像中的每个位置处的照度，以及输出关于所确定的照度的第一信息；以及太阳能发电控制装置，所述太阳能发电控制装置被配置成通过最大功率点跟踪方法来控制由太阳能板生成的功率，太阳能发电控制装置包括：存储单元，所述存储单元被配置成存储太阳能板的板表面上的照度和在相应照度下使由太阳能板生成的功率最大化的太阳能板的输出电压，照度与输出电压彼此相关联；获取电路，所述获取电路被配置成获取第一信息、车辆的行进速度和板表面上的当前照度；计算电路，所述计算电路被配置成基于第一信息和行进速度来计算板表面上的预测照度，所述预测照度是从当前时间开始经过指定时间长度之后的板表面上的照度；以及控制电路，所述控制电路被配置成i)参考存储单元中存储的信息来计算在当前照度下获得最大功率的第一输出电压与在预测照度下获得最大功率的第二输出电压之间的差的绝对值，ii)确定差的绝对值是否超过指定阈值，以及iii)当确定差的绝对值超过指定阈值时，校正太阳能板的输出电压使得：当经过指定时间长度时，太阳能板的输出电压与第二输出电压一致，以执行最大功率点跟踪控制。

根据以上方面，当确定将存在从在当前车辆位置处的照度下获得最大功率的输出电压到在从当前时间开始经过指定时间长度之后车辆到达的位置处的预测照度下获得最大功率的输出电压的显著改变时，对太阳能板的输出电压进行校正使得：当经过所述指定时间长度时，太阳能板的输出电压与对应于预测照度的输出电压一致。

该控制消除了下述需求：在最大功率点的变化显著到使得电压控制不能跟随该显著变化的情况下，在最大功率点跟踪控制下使太阳能板的输出电压从在当前照度下获得最大功率的输出电压逐步接近在预测照度下获得最大功率的输出电压。因此，可以减少在变化之后太阳能板的输出电压达到最大功率点所需的时间长度。因此提高了太阳能板的发电效率。

在以上方面中，指定阈值可以被设置成等于或大于最小电压宽度的值，在所述最小电压宽度内控制电路能够控制太阳能板的输出电压。

利用该设置，当变化小到使得通过将最大功率点跟踪控制执行仅一步，太阳能板的输出电压就能达到最大功率点时，不对太阳能板的输出电压进行校正。因而，避免了执行不必要的控制。结果，提高了太阳能板的发电效率。

在以上方面中，指定时间长度可以等于太阳能发电控制装置重复地执行最大功率点跟踪控制的控制周期。

利用该设置，计算板表面上的预测照度的周期与控制太阳能板的输出电压的周期一致。因而，用于基于照度的变化校正太阳能板的输出电压的处理可以被容易地并入最大功率点跟踪控制的算法中。

在以上方面中，获取电路还可以获取与位于行进路径上的隧道的位置有关的隧道信息，除了基于第一信息和行进速度以外，计算电路还可以基于隧道信息来计算板表面上的预测照度，并且控制电路可以基于在考虑隧道信息的情况下计算的预测照度来将太阳能板的输出电压校正成在预测照度下获得最大功率的输出电压。

使用隧道信息使得能够准确地确定最大功率点显著变化的位置，也就是沿车辆的行进方向位于车辆前面的隧道的入口和出口的位置。因而，预测照度的预测准确性增加。结果，可以将太阳能板的输出电压准确地校正成在预测照度下获得最大功率的输出电压。因而提高了太阳能板的发电效率。

利用太阳能发电控制装置，即使在太阳能板的最大功率点显著变化的环境下也能够实现太阳能板的高效发电。

附图说明

下面将参照附图来描述本发明的示例实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件，并且其中：

图1是示意性示出根据本公开内容的实施例的包括太阳能发电控制装置的太阳能发电系统的配置的图；

图2是示出存储在图1中的存储单元中的信息的示例的表格；

图3是示出由太阳能发电控制装置执行的控制的第一示例的流程图；

图4是示出由太阳能发电控制装置执行的控制的第二示例的流程图；

图5是示出根据本公开内容的修改示例的由太阳能发电控制装置执行的控制的流程图；

图6是示出其中在太阳能板处接收的太阳辐射的状态发生显著改变的示例的图；以及

图7是示意性示出根据本公开内容的修改示例的包括太阳能发电控制装置的太阳能发电系统的配置的图。

具体实施例

本公开内容的概述

根据本公开内容的太阳能发电控制装置预测由于例如在太阳能板处接收的太阳辐射的状态的改变而导致的太阳能板的发电功率量的改变，其中，所述太阳辐射的状态的改变是由车辆的运动(行进)所引起的。当预测到车辆运动将引起太阳能板的发电量的显著改变时，对太阳能板的输出电压进行校正以便在车辆运动之后快速地使太阳能板能够在最大功率点处发电。这提高了太阳能板的发电效率。

系统配置

图1是示意性示出根据本公开内容的实施例的包括太阳能发电控制装置20的太阳能发电系统1的配置的图。图1示出的太阳能发电系统1包括外部信息获取单元11、车辆信息获取单元12、道路信息获取单元13、根据当前实施例的太阳能发电控制装置20、太阳能板31以及显示单元32。太阳能发电系统1被安装在例如可移动体如车辆中。

外部信息获取单元11被配置成获取关于车辆的外部的信息(在下文中，称为“外部信息”)。外部信息主要是关于在车辆前面的指定区域中的照度的信息。外部信息获取单元11的示例包括相机，所述相机被设置在车辆的前部并且配备有被配置成以图像形式来输出外部信息的图像传感器，如电荷耦合装置(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)。作为由外部信息获取单元11获取的外部信息的在车辆前面的指定区域的图像被输出至太阳能发电控制装置20。

车辆信息获取单元12被配置成获取关于车辆状态的信息。关于车辆状态的信息的示例是车辆的行进速度。被配置成获取行进速度的车辆信息获取单元12的示例包括被配置成检测传动装置(未示出)的输出轴的旋转速度的传感器。只要被配置成获取车辆速度信息，车辆信息获取单元12可以例如为全球定位系统(GPS)接收器。

关于车辆状态的信息的另一示例是与当前在太阳能板31处接收的太阳辐射对应的板表面上的照度。被配置成获取照度的车辆信息获取单元12的示例包括设置在太阳能板31中的照度传感器(未示出)。由车辆信息获取单元12获取的车辆的行进速度和太阳能板31的板表面上的照度被输出至太阳能发电控制装置20。

道路信息获取单元13被配置成获取关于车辆正在行进的道路环境的信息。道路信息主要是与位于行进路径上的隧道的位置有关的信息。道路信息获取单元13的示例包括车载导航系统(未示出)。道路信息获取单元13被配置成从例如构建在系统中或者通过通信从车辆外部获得的地图数据库中提取隧道的位置。作为与由道路信息获取单元13获取的道路环境有关的信息的隧道信息被输出至太阳能发电控制装置20。

太阳能板31是被配置成将太阳能转换成电能的部件，如太阳能电池模块。太阳能板31接收太阳光来发电。太阳能板31可以被安装在例如车辆的顶部。太阳能板31生成的电力被输出至太阳能发电控制装置20。

显示单元32被配置成根据从太阳能发电控制装置20输出的指令显示信息，如太阳能板31的发电量。显示单元32的示例包括平视显示器(HUD)、导航系统的监视器以及如仪表盘的装置(未示出)。

太阳能发电控制装置20连接至外部信息获取单元11、车辆信息获取单元12、道路信息获取单元13、太阳能板31以及显示单元32。太阳能发电控制装置20被配置成通过最大功率点跟踪方法来控制要由太阳能板31生成的功率。

太阳能发电控制装置20通常为包括中央处理单元(CPU)、存储器和输入输出接口的电子控制单元(ECU)。太阳能发电控制装置20被配置成在CPU读出存储在存储器中的程序并且执行所述程序时实现存储单元21、获取单元22、计算单元23和控制单元24(其全部将在随后进行描述)的功能。

存储单元21预先存储指示在太阳能板31的板表面上的每个照度下使由太阳能板31生成的功率最大化(最大功率点)的输出电压的信息。图2示出了表格的示例，该表格指示与在相应照度处获得的最大功率以及在相应照度下获得最大功率的电压相关联的板表面上的每个照度。图2中的表格中示出的数值根据太阳能板31的规格而变化。

获取单元22从外部信息获取单元11获取在车辆前面的指定区域的图像。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取车辆的行进速度。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取与当前在太阳能板31处接收的太阳辐射对应的板表面上的照度(在下文中，称为“板表面上的当前照度”)。

计算单元23分析由获取单元22获取的在车辆前面的指定区域的图像，并且基于与由太阳辐射量的变化所产生的图像中的亮和暗有关的信息，通过量化成数值来确定图像中的每个位置处的照度。计算单元23然后基于所确定的在图像中的每个位置处的照度和由获取单元22获取的车辆的行进速度来计算在图像中的给定位置处的照度。

给定位置是车辆被预测通过行进而到达的位置。给定位置可以例如基于从由外部信息获取单元11获取指定区域的图像的时间点开始经过的时间长度来确定。计算单元23计算与被预测从当前时间开始经过指定时间长度之后要在太阳能板31的板表面处接收的太阳辐射对应的照度(在下文中，称为“板表面上的预测照度”)。随后将详细描述指定时间长度。

代替基于经过的时间，给定位置可以基于运动距离来确定，所述运动距离是车辆通过从由外部信息获取单元11获取指定区域的图像的车辆位置开始行进而移动的运动距离。

控制单元24基于板表面上的照度与获得最大功率的电压之间的关联来提取与板表面上的当前照度对应的太阳能板31的输出电压以及与板表面上的预测照度对应的太阳能板31的输出电压。该关联被存储在存储单元21中。控制单元24然后将所提取的输出电压之间的差与指定阈值进行比较，并且基于比较的结果来控制最大功率点跟踪操作。随后将详细描述指定阈值和最大功率点跟踪操作的控制。

控制单元24被配置成监视当前太阳能板31的发电量并且向显示单元32发出指示以在必要时将关于太阳能板31的发电量的信息显示在显示单元32的屏幕上。

太阳能发电控制装置的控制

第一示例

接下来，将另外参照图3提供关于由根据本公开内容的实施例的太阳能发电控制装置20执行的针对太阳能板的发电控制的第一示例的描述。图3是示出根据第一示例的发电控制的过程的流程图。

图3示出的处理在太阳能发电系统1响应于例如通电而被启用时开始，并且以指定时间间隔来重复执行直到太阳能发电系统1响应于例如断电而被停止为止。

在步骤S301中，获取单元22从外部信息获取单元11获取在车辆前面的指定区域的图像。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取车辆的行进速度。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取太阳能板31的板表面上的当前照度Ln。在获取单元22获取在车辆前面的指定区域的图像、车辆的行进速度以及板表面上的当前照度Ln之后，处理进行至步骤S302。

在步骤S302中，计算单元23分析在车辆前面的指定区域的图像以计算在图像中的每个位置处的照度。如上所述，在图像中的每个位置处的照度基于例如关于图像中的亮和暗的信息来确定。在计算图像中的每个位置处的照度之后，处理进行至步骤S303。

在步骤S303中，基于车辆的行进速度和在图像中的每个位置处的照度，计算从当前时间开始经过指定时间长度t之后的太阳能板31的板表面上的预测照度Lp。

该计算可以例如执行如下。首先，基于车辆的行进速度和关于图像区域中的预定缩放距离的信息，确定车辆被预测为从当前时间开始经过指定时间长度t之后要到达的图像中的位置(坐标)。当确定图像中的位置时，提取在所确定的位置处的照度。所提取的照度被确定为预测照度Lp，所述预测照度Lp与被预测为当车辆从当前时间开始已经运动(行进)指定时间长度t时要在太阳能板31的板表面处接收的太阳辐射对应。

例如，当指定时间长度t为1秒(t＝1秒)并且行进速度为每小时40km(40km/h)时，提取与车辆被预测在1秒之后到达的在车辆前面大约14m的位置对应的图像中的位置处的照度。然后，所提取的照度被确定为与被预测在经过1秒之后要在太阳能板31的板表面处接收的太阳辐射对应的预测照度Lp。

指定时间长度t可以被设置成任何时间长度。然而，从太阳能板31的发电效率提高的角度，可取的是指定时间长度t被设置成与发电控制(步骤S301至步骤S307)被重复执行的周期(控制周期)相同的时间长度。

在步骤S303中计算板表面上的预测照度Lp之后，处理进行至步骤S304。

在步骤S304中，控制单元24基于存储在存储单元21中的信息来提取当前输出电压Vn和预测输出电压Vp。当前输出电压Vn是在板表面上的当前照度Ln下获得最大功率的太阳能板31的输出电压。预测输出电压Vp是在板表面上的预测照度Lp下获得最大功率的太阳能板31的输出电压。在提取当前输出电压Vn和预测输出电压Vp之后，处理进行至步骤S305。

在步骤S305中，控制单元24确定当前输出电压Vn与预测输出电压Vp之间的差的绝对值(|Vn-Vp|)是否超过指定阈值Vth(|Vn–Vp|>Vth)。

指定阈值Vth可以被设置成例如等于或大于最小电压宽度(控制电压步宽)的值，在最小电压宽度内控制单元24能够通过最大功率点跟踪方法来控制太阳能板31的输出电压。例如，当最小电压宽度为0.2V时，指定阈值Vth可以被设置成等于或高于0.2V。

当控制单元24在步骤S305中确定当前输出电压Vn与预测输出电压Vp之间的差的绝对值超过指定阈值Vth(在步骤S305中的是)时，处理进行至步骤S306。另一方面，当控制单元24在步骤S305中确定当前输出电压Vn与预测输出电压Vp之间的差的绝对值未超过指定阈值Vth(在步骤S305中的否)时，处理进行至步骤S307。

在步骤S306中，基于对将存在由于太阳辐射的预测变化而导致的从当前输出电压Vn到预测输出电压Vp的显著改变的确定，控制单元24将太阳能板31的输出电压从在当前照度Ln下获得最大功率的当前输出电压Vn校正成在预测照度Lp下获得最大功率的预测输出电压Vp。当太阳能板31的输出电压被校正成预测输出电压Vp时，针对太阳能板的发电控制的一个流程(一个周期)结束，处理返回至初始步骤。

在步骤S307中，基于将存在由于太阳辐射的预测变化而导致的从当前输出电压Vn到预测输出电压Vp的小的改变的确定，控制单元24将最大功率点跟踪控制(MPPT控制)执行一步。因此，针对太阳能板的发电控制的一个流程(一个周期)结束，处理返回至步骤S301。

例如，在指定阈值Vth为0.7V时(Vth＝0.7V)的情况下，当在板表面上的等于3的当前照度Ln(Ln＝3)下太阳能板31的当前输出电压Vn为8.2V(Vn＝8.2V)，并且在板表面上的等于14的预测照度Lp(Lp＝14)下太阳能板31的预测输出电压Vp为9.3V(Vp＝9.3V)时，满足步骤S305中的条件。因而，在步骤S306中太阳能板31的输出电压从8.2V的当前输出电压Vn被校正成9.3V的预测输出电压Vp。在下一流程中执行基于9.3V的预测输出电压Vp的最大功率点跟踪控制。

例如，在指定阈值Vth为0.7V(Vth＝0.7V)的情况下，当在板表面上的等于3的当前照度Ln(Ln＝3)下太阳能板31的当前输出电压Vn为8.2V(Vn＝8.2V)，并且在板表面上的等于4的预测照度Lp(Lp＝4)下太阳能板31的预测输出电压Vp为8.3V(Vp＝8.3V)时，不满足步骤S305中的条件。在步骤S307中执行基于8.2V的当前输出电压Vn的最大功率点跟踪控制。

如上所述，在发电控制的第一示例中，基于在车辆前面的指定区域的图像和车辆的行进速度来预测在车辆的运动(行进)之后的太阳能板31的板表面上的预测照度Lp。当确定将存在从在板表面上的当前照度Ln下获得最大功率的当前输出电压Vn到在预测照度Lp下获得最大功率的预测输出电压Vp的显著改变时，控制单元24将太阳能板31的输出电压校正成预测输出电压Vp。这减少了太阳能板31的输出电压达到最大功率点所需的时间长度。

发电控制使得能够避免以下情况：由于太阳辐射状态的显著改变所引起的太阳能板31的电压-功率特性的变化，在变化发生以前已经得到控制的输出电压落于电压-功率特性的范围以外并且突然变得不能控制输出电压。

第二示例

接下来，将另外参照图4提供关于由根据本公开内容的实施例的太阳能发电控制装置20执行的针对太阳能板31的发电控制的第二示例的描述。图4是示出根据第二示例的发电控制的过程的流程图。

图4示出的根据第二示例的发电控制与根据第一示例的发电控制不同，所述不同在于：在步骤S401和步骤S403中的处理分别与在步骤S301和步骤S303中的处理不同。下面将提供关于第二示例中的步骤S401和步骤S403中的处理的详细描述，其他处理通过与第一示例中的那些步骤号相同的步骤号来表示并且将不进行描述。

在步骤S401中，获取单元22从外部信息获取单元11获取在车辆前面的固定区域的图像。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取车辆的行进速度。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取太阳能板31的板表面上的当前照度Ln。获取单元22还从道路信息获取单元13获取隧道信息。在获取单元22获取在车辆前面的指定区域的图像、车辆的行进速度、板表面上的当前照度Ln以及隧道信息之后，处理进行至步骤S302。

在步骤S403中，基于车辆的行进速度、隧道信息以及图像中的每个位置处的照度，计算从当前时间开始经过指定时间长度t之后的太阳能板31的板表面上的预测照度Lp。

该计算可以例如执行如下。首先，基于车辆的行进速度和关于图像区域中的预定缩放距离的信息，确定车辆被预测为从当前时间开始经过指定时间长度t之后要到达的图像中的位置(坐标)。当确定图像中的位置时，提取在所确定的位置处的照度。所提取的照度被确定为预测照度Lp，所述预测照度Lp与被预测为当车辆从当前时间开始已经运动(行进)指定时间长度t时要在太阳能板31的板表面处接收的太阳辐射对应。接下来，基于车辆的行进速度和隧道信息，确定直到车辆进入隧道为止的时间长度或者直到车辆从隧道离开为止的时间长度。然后，确定在所确定的位置处的照度是否与隧道信息匹配。例如，当尽管根据隧道信息车辆应该已经进入隧道、但在所确定的图像中的位置处指示的照度仍然高时，或者当尽管根据隧道信息车辆应该已经离开隧道、但在所确定的图像中的位置处指示的照度仍然低时，确定照度与隧道信息不匹配。当确定照度与隧道信息不匹配时，在适当时基于隧道信息来校正如上所述所确定的预测照度Lp。

如上所述，在发电控制的第二示例中，除了基于在第一示例中的计算中使用的车辆前面的指定区域的图像和车辆的行进速度以外，还基于隧道信息来校正从当前时间开始经过指定时间长度t之后的太阳能板31的板表面上的预测照度Lp。因此，在第二示例中的控制中的预测照度Lp的预测准确性比在第一示例中的控制中的预测照度Lp的预测准确性高。结果，可以将太阳能板31的输出电压准确地校正成在预测照度下获得最大功率的预测输出电压Vp。

实施例的操作和有益效果

利用根据上述公开内容的当前实施例的太阳能发电控制装置20，当确定将存在从在当前车辆位置处的当前照度Ln下获得最大功率的当前输出电压Vn到在从当前时间开始经过指定时间长度t之后车辆到达的位置处的预测照度Lp下获得最大功率的预测输出电压Vp的超过阈值Vth的显著改变时，对太阳能板31的输出电压进行校正使得在经过指定时间长度t时(在经过指定时间长度t时车辆到达的位置处)太阳能板31的输出电压与预测输出电压Vp一致。

该控制消除了下述需求：在最大功率点的变化显著到使得电压控制不能跟随该显著变化的情况下，在最大功率点跟踪控制下使太阳能板31的输出电压从在当前照度Ln下获得最大功率的当前输出电压Vn逐步接近在预测照度Lp下获得最大功率的预测输出电压Vp。因此，可以减少在变化之后太阳能板31的输出电压达到最大功率点所需的时间长度。因此提高了太阳能板31的发电效率。

发电控制使得能够避免以下情况：由于太阳辐射状态的显著改变所引起的太阳能板31的电压-功率特性的变化，在变化发生以前已经得到控制的输出电压落于电压-功率特性的范围以外并且突然变得不能控制输出电压。

利用根据当前实施例的太阳能发电控制装置20，指定阈值Vth可以被设置成等于或大于最小电压宽度的值，在所述最小电压宽度内控制单元24能够控制太阳能板31的输出电压。

因此，当变化小到使得通过将最大功率点跟踪控制执行仅一步，太阳能板31的输出电压就能达到最大功率点时，不对太阳能板31的输出电压进行校正。因而，避免了执行不必要的控制。结果，提高了太阳能板的发电效率。

利用根据当前实施例的太阳能发电控制装置20，指定时间长度t可以被设置成与根据当前实施例的发电控制被重复执行的控制周期相同的时间长度。

因此，计算板表面上的预测照度的周期与控制太阳能板的输出电压的周期一致。因而，用于基于照度的变化校正太阳能板的输出电压的处理可以被容易地并入最大功率点跟踪控制的算法中。

利用根据当前实施例的太阳能发电控制装置20，可以使用存储在例如车载导航系统中的隧道信息来预测太阳能板31的板表面上的预测照度Lp。

使用隧道信息使得能够准确地确定最大功率点显著变化的位置，也就是沿车辆的行进方向位于车辆前面的隧道的入口和出口的位置。因而，预测照度Lp的预测准确性增大。结果，可以将太阳能板的输出电压准确地校正成在预测照度下获得最大功率的输出电压。因而提高了太阳能板的发电效率。

在根据当前实施例的包括太阳能发电控制装置20的太阳能发电系统1中，如果已经被安装在车辆中的例如用于安全驾驶的相机装置被用作外部信息获取单元11，则可以在不提供另外的硬件的情况下利用软件来实现太阳能发电控制装置20的功能。因而，减少了太阳能发电控制装置20的安装成本。

即使在太阳能板31处接收的太阳辐射的状态显著变化之后，根据当前实施例的太阳能发电控制装置20也快速地使太阳能板31能够在最大功率点处发电(较早地执行最大功率点跟踪操作)。因而，当太阳能发电系统1被配置成使得太阳能板31的发电量实时地显示在显示单元32上时，驾驶员基于太阳辐射的状态所期望的发电量与显示在显示单元32上的实际发电量之间的偏差减少。因此，给予驾驶员的陌生感减少。

修改示例

在根据前述实施例的太阳能发电系统1中，太阳能发电控制装置20的计算单元23分析由获取单元22获取的在车辆前面的指定区域的图像以计算图像中的每个位置处的照度。然而，外部信息获取单元11可以具有计算图像中的每个位置处的照度的功能，从而计算单元23不计算图像中的每个位置处的照度。也就是说，外部信息获取单元11可以被配置成捕获在车辆前面的指定区域的图像，确定所捕获的图像中的每个位置处的照度，并且将关于所确定的照度的信息输出至太阳能发电控制装置20。图7示出了根据该修改示例的太阳能发电系统1的配置。

图5示出了示出根据修改示例的由太阳能发电系统1的太阳能发电控制装置20执行的发电控制的过程的流程图。根据图5示出的修改示例的发电控制与根据上述的第一示例和第二示例中的每一个的发电控制不同，所述不同在于：步骤S501中的处理与步骤S301和步骤S401中的每一个中的处理不同，并且步骤S302被省略。

在步骤S501中，获取单元22从外部信息获取单元11获取在车辆前面的指定区域的图像中的每个位置处的照度。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取车辆的行进速度。获取单元22还从车辆信息获取单元12获取太阳能板31的板表面上的当前照度Ln。获取单元22在必要时还从道路信息获取单元13获取隧道信息。在获取在车辆前面的指定区域的图像中的每个位置处的照度、车辆的行进速度、板表面上的当前照度Ln以及在必要时的隧道信息之后，处理进行至步骤S303或步骤S403。

根据修改示例的包括太阳能发电控制装置20的太阳能发电系统1产生与根据前述实施例的包括太阳能发电控制装置20的太阳能发电系统1的那些操作和有益效果相同的操作和有益效果。

根据本公开内容的太阳能发电控制装置适用于可移动体如车辆，并且特别是在即使在太阳能板的最大功率点显著变化的环境下太阳能板的发电效率也被要求保持得高的情况下是有用的。

Claims (6)

1.一种太阳能发电控制装置，所述太阳能发电控制装置被配置成通过最大功率点跟踪方法来控制由安装在车辆上的太阳能板生成的功率，所述太阳能发电控制装置的特征在于包括：

存储单元，所述存储单元被配置成存储所述太阳能板的板表面上的照度和在相应照度下使由所述太阳能板生成的功率最大化的所述太阳能板的输出电压，所述照度与所述输出电压彼此相关联；

获取电路，所述获取电路被配置成获取所述车辆的行进速度、所述板表面上的当前照度以及指示所述车辆前面的指定区域中的照度的第一信息；

计算电路，所述计算电路被配置成基于所述第一信息和所述行进速度来计算所述板表面上的预测照度，所述预测照度是从当前时间开始经过指定时间长度之后的所述板表面上的照度；以及

控制电路，所述控制电路被配置成

i)参考所述存储单元中存储的信息来计算在所述当前照度下获得最大功率的第一输出电压与在所述预测照度下获得最大功率的第二输出电压之间的差的绝对值，

ii)确定所述差的绝对值是否超过指定阈值，以及

iii)当确定所述差的绝对值超过所述指定阈值时，校正所述太阳能板的输出电压使得：当经过所述指定时间长度时，所述太阳能板的输出电压与所述第二输出电压一致，以执行最大功率点跟踪控制。

2.根据权利要求1所述的太阳能发电控制装置，其特征在于：所述指定阈值被设置成等于或大于最小电压宽度的值，在所述最小电压宽度内所述控制电路能够控制所述太阳能板的输出电压。

3.根据权利要求1所述的太阳能发电控制装置，其特征在于：所述指定时间长度等于所述太阳能发电控制装置重复地执行所述最大功率点跟踪控制的控制周期。

4.根据权利要求1所述的太阳能发电控制装置，其特征在于：

所述获取电路还获取与位于行进路径上的隧道的位置有关的隧道信息；

除了基于所述第一信息和所述行进速度以外，所述计算电路还基于所述隧道信息来计算所述板表面上的预测照度；以及

所述控制电路基于在考虑所述隧道信息的情况下计算的预测照度来将所述太阳能板的输出电压校正成在所述预测照度下获得最大功率的输出电压。

5.一种太阳能发电控制装置，所述太阳能发电控制装置被配置成控制由安装在可移动体上的太阳能板生成的功率，所述太阳能发电控制装置的特征在于包括：

存储单元，所述存储单元被配置成存储关于与在所述太阳能板处接收的太阳辐射对应的照度的信息和在相应照度下使由所述太阳能板生成的功率最大化的所述太阳能板的输出电压，关于所述照度的信息与所述输出电压彼此相关联；

获取电路，所述获取电路被配置成获取关于与当前在所述太阳能板处接收的太阳辐射对应的照度的第一照度信息和关于沿所述可移动体的行进方向在所述可移动体前面的位置处的照度的第二照度信息；以及

计算电路，所述计算电路被配置成基于所述第一照度信息与所述第二照度信息之间的差来改变所述太阳能板的输出电压。

6.一种太阳能发电系统，所述太阳发电系统的特征在于包括：

太阳能板，所述太阳能板被安装在车辆上并且被配置成生成功率；

外部信息获取电路，所述外部信息获取电路被配置成：捕获沿所述车辆的行进方向在所述车辆前面的指定区域的图像，确定在所捕获的图像中的每个位置处的照度，以及输出关于所确定的照度的第一信息；以及

太阳能发电控制装置，所述太阳能发电控制装置被配置成通过最大功率点跟踪方法来控制由所述太阳能板生成的功率，所述太阳能发电控制装置包括：

存储单元，所述存储单元被配置成存储所述太阳能板的板表面上的照度和在相应照度下使由所述太阳能板生成的功率最大化的所述太阳能板的输出电压，所述照度与所述输出电压彼此相关联，

获取电路，所述获取电路被配置成获取所述第一信息、所述车辆的行进速度和所述板表面上的当前照度，

计算电路，所述计算电路被配置成基于所述第一信息和所述行进速度来计算所述板表面上的预测照度，所述预测照度是从当前时间开始经过指定时间长度之后的所述板表面上的照度，以及

控制电路，所述控制电路被配置成

i)参考所述存储单元中存储的信息来计算在所述当前照度下获得最大功率的第一输出电压与在所述预测照度下获得最大功率的第二输出电压之间的差的绝对值，

ii)确定所述差的绝对值是否超过指定阈值，以及

iii)当确定所述差的绝对值超过所述指定阈值时，校正所述太阳能板的输出电压使得：当经过所述指定时间长度时，所述太阳能板的输出电压与所述第二输出电压一致，以执行最大功率点跟踪控制。

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