JP2000166117A - Solar battery power generation module - Google Patents

Solar battery power generation module

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JP2000166117A
JP2000166117A JP10342133A JP34213398A JP2000166117A JP 2000166117 A JP2000166117 A JP 2000166117A JP 10342133 A JP10342133 A JP 10342133A JP 34213398 A JP34213398 A JP 34213398A JP 2000166117 A JP2000166117 A JP 2000166117A
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Japan
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input voltage
solar cell
voltage
target value
control
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JP10342133A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Isshiki
正男 一色
Takuo Ono
卓夫 小野
Tsunekazu Tsuchiya
恒和 土屋
Yukinobu Takahashi
幸伸 高橋
Nobuo Matsui
伸郎 松井
Eiichiro Fujii
栄一郎 藤井
Yutaka Sada
豊 佐田
Tatsuaki Anpo
達明 安保
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the maximum output of a power conversion circuit by having only to control the input voltage of the circuit by using a solar battery cell for reference. SOLUTION: A solar battery cell 40 for reference having both open terminals is incorporated in the main body of a panel, together with a group of solar battery cells 4 and the open-circuit voltage Voc of the cell 40 is monitored by means of a voltage detector 41. Then a reference voltage generating circuit 42 finds a reference input voltage Vref at which the output power becomes maximum, based on the both-terminal open-circuit voltage of the cell 40 through prescribed computation. In addition, control circuits 61 and 62 control the duty of the switching element 52 of the power conversion circuit 5 so that the input voltage Vin from the group of solar battery cells 4 may become the target input voltage value Vref.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、最大電力出力制御
を行う電力変換回路を備えた太陽電池発電モジュールに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photovoltaic power generation module provided with a power conversion circuit for performing maximum power output control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、太陽電池発電システムに用い
るために、通常の屋根瓦に代えて屋根葺きできるよう
に、瓦様のパネル本体に多数の太陽電池セルを組み込ん
だ太陽電池発電モジュールが提案されている(実公昭6
3−11747号公報)。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed a photovoltaic power generation module in which a large number of photovoltaic cells are incorporated in a tile-like panel body so that roofing can be performed in place of a normal roof tile for use in a photovoltaic power generation system. (June 6
3-111747).

【0003】このような太陽電池発電モジュール101
の回路構成は、図13に示すようなものであり、直列接
続された多数の太陽電池セル102の群の両端の直流電
力をDC/DCコンバータ103に入力し、制御回路1
04によって出力電圧Vout、出力電流Iout、入力電圧
Vinに基づき最大出力電力が得られるようにDC/DC
コンバータ103のスイッチング素子のゲート制御を行
うようにしている。
[0003] Such a solar cell power generation module 101
The circuit configuration shown in FIG. 13 is as shown in FIG. 13, in which DC power at both ends of a group of a large number of solar cells 102 connected in series is input to a DC / DC converter 103, and the control circuit 1
04 so that the maximum output power can be obtained based on the output voltage Vout, the output current Iout, and the input voltage Vin.
The gate of the switching element of the converter 103 is controlled.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の太陽電池発電モジュールでは、制御回路104に
おける最大電力出力を得るための演算処理が複雑であ
り、制御回路104が消費する電力が多くなる問題点が
あった。
However, in such a conventional solar cell power generation module, the arithmetic processing for obtaining the maximum power output in the control circuit 104 is complicated, and the power consumed by the control circuit 104 increases. There was a problem.

【0005】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、最大電力出力の演算処理を簡略化し、
電力変換回路の制御部に掛かる負荷を軽減することがで
きる太陽電池発電モジュールを提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and simplifies the operation of calculating the maximum power output.
An object of the present invention is to provide a solar cell power generation module capable of reducing a load applied to a control unit of a power conversion circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明の太陽電
池発電モジュールは、パネル本体内に組み込まれ、直列
又は並列に接続された太陽電池セル群と、前記太陽電池
セル群の発電力を直流入力とし、所定の電圧の直流又は
交流電力に変換して出力する電力変換回路と、前記太陽
電池セル群と共に前記パネル本体内に組み込まれた、両
端開放のレファレンス用太陽電池セルと、前記レファレ
ンス用太陽電池セルの両端開放電圧を検出する基準電圧
検出手段と、前記基準電圧検出手段の検出する前記両端
開放電圧に基づき、所定の演算値を入力電圧目標値とし
て演算する入力電圧目標値演算手段と、前記入力電圧目
標値に前記太陽電池セル群からの入力電圧が一致するよ
うに前記電力変換回路を制御する制御回路とを備えたも
のである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a photovoltaic power generation module which is incorporated in a panel main body and which is connected in series or in parallel to a photovoltaic cell group, and generates power from the photovoltaic cell group. A power conversion circuit for converting the output into a DC or AC power of a predetermined voltage as a DC input; a solar cell for reference having both ends open; incorporated in the panel main body together with the solar cell group; and the reference Reference voltage detecting means for detecting an open-circuit voltage at both ends of a solar cell for use, and input voltage target value calculating means for calculating a predetermined calculated value as an input voltage target value based on the open-circuit voltage detected by the reference voltage detecting means And a control circuit that controls the power conversion circuit so that the input voltage from the solar cell group matches the input voltage target value.

【0007】請求項1の発明の太陽電池発電モジュール
では、太陽電池セル群と共にパネル本体内に両端開放の
レファレンス用太陽電池セルを組み込み、このレファレ
ンス用太陽電池セルの両端開放電圧を基準電圧検出手段
によって監視し、入力電圧目標値演算手段がこのレファ
レンス用太陽電池セルの両端開放電圧に基づき、所定の
演算によって入力電圧目標値を演算する。そして制御回
路がこの入力電圧目標値に太陽電池セル群からの入力電
圧が一致するように電力変換回路を制御する。
In the solar cell power generation module according to the first aspect of the present invention, a reference solar cell having both ends open is incorporated in the panel body together with the solar cell group, and the open-end voltage of the reference solar cell is detected by a reference voltage detecting means. The input voltage target value calculation means calculates the input voltage target value by a predetermined calculation based on the open-circuit voltage at both ends of the reference solar cell. Then, the control circuit controls the power conversion circuit so that the input voltage from the solar cell group matches the input voltage target value.

【0008】これによって、レファレンス用太陽電池セ
ルの両端開放電圧と太陽電池セル群からの入力電圧とを
監視し、比較的簡単な演算処理を行うだけでほぼ最大出
力制御ができる。
[0008] With this, the open-circuit voltage of both ends of the reference solar cell and the input voltage from the solar cell group are monitored, and almost maximum output control can be performed only by performing relatively simple arithmetic processing.

【0009】請求項2の発明の太陽電池発電モジュール
は、パネル本体内に組み込まれ、直列又は並列に接続さ
れた太陽電池セル群と、前記太陽電池セル群の発電力を
直流入力とし、所定の電圧の直流又は交流電力に変換し
て出力する電力変換回路と、前記太陽電池セル群から前
記電力変換回路へ入力される入力電圧を検出する入力電
圧検出手段と、前記入力電圧検出手段の検出する前記太
陽電池セル群からの入力電圧に対して、所定の演算によ
って入力電圧値を入力電圧目標値として演算する入力電
圧目標値演算手段と、前記入力電圧目標値に前記太陽電
池セル群からの入力電圧が一致するように前記電力変換
回路を制御する制御回路とを備えたものである。
A solar cell power generation module according to a second aspect of the present invention is a solar cell power generation module which is incorporated in a panel main body and connected in series or in parallel, and the generated power of the solar cell group is used as a DC input, and is provided with a predetermined power. A power conversion circuit that converts voltage into DC or AC power and outputs the input voltage; an input voltage detection unit that detects an input voltage input from the solar cell group to the power conversion circuit; and a detection unit that detects the input voltage. An input voltage target value calculating means for calculating an input voltage value as an input voltage target value by a predetermined calculation with respect to an input voltage from the solar cell group; and an input from the solar cell group to the input voltage target value. A control circuit for controlling the power conversion circuit so that the voltages match.

【0010】請求項2の発明の太陽電池発電モジュール
では、太陽電池セル群からの入力電圧を入力電圧検出手
段によって監視し、入力電圧目標値演算手段がこの入力
電圧に対して、所定の演算によって入力電圧目標値を演
算する。そして制御回路がこの入力電圧目標値に太陽電
池セル群からの入力電圧が一致するように電力変換回路
を制御する。
In the solar cell power generation module according to the second aspect of the present invention, the input voltage from the solar cell group is monitored by the input voltage detecting means, and the input voltage target value calculating means performs a predetermined calculation on the input voltage. Calculate the input voltage target value. Then, the control circuit controls the power conversion circuit so that the input voltage from the solar cell group matches the input voltage target value.

【0011】これによって、太陽電池セル群からの入力
電圧だけを監視し、比較的簡単な演算処理を行うだけで
ほぼ最大出力制御ができる。
[0011] Thus, only the input voltage from the photovoltaic cell group is monitored, and almost maximum output control can be performed only by performing relatively simple arithmetic processing.

【0012】請求項3の発明の太陽電池発電モジュール
は、パネル本体内に組み込まれ、直列又は並列に接続さ
れた太陽電池セル群と、前記太陽電池セル群の発電力を
直流入力とし、所定の電圧の直流又は交流電力に変換し
て出力する電力変換回路と、前記太陽電池セル群と共に
前記パネル本体内に組み込まれた、両端開放のレファレ
ンス用太陽電池セルと、前記レファレンス用太陽電池セ
ルの両端開放電圧を検出する基準電圧検出手段と、前記
基準電圧検出手段の検出する前記両端開放電圧に基づ
き、所定の演算によって入力電圧値を第1の入力電圧目
標値として演算する第1の入力電圧目標値演算手段と、
前記太陽電池セル群から前記電力変換回路へ入力される
入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記入力電圧
検出手段の検出する前記太陽電池セル群からの入力電圧
に対して、所定の演算によって入力電圧値を第2の入力
電圧目標値として演算する第2の入力電圧目標値演算手
段と、前記第1の入力電圧目標値を制御対象目標値と
し、これに入力電圧が一致するように前記電力変換回路
を制御する制御回路と、前記第1の入力電圧目標値と前
記第2の入力電圧目標値との比較に基づき、前記レファ
レンス用太陽電池セルの健全性を診断する診断手段と、
前記診断手段が前記レファレンス用太陽電池セルの健全
性を否定するとき、前記第1の入力電圧目標値に代えて
前記第2の入力電圧目標値を前記制御回路の制御対象目
標値とする目標値切替手段とを備えたものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a solar cell power generation module which is incorporated in a panel main body and connected in series or in parallel to each other, and the power generation of the solar cell group is set as a DC input, and a predetermined power is applied to the solar cell. A power conversion circuit that converts the voltage into direct current or alternating current power and outputs the same, and the photovoltaic cell group is incorporated in the panel main body, and both ends of the reference solar cell open at both ends; and both ends of the reference solar cell. Reference voltage detection means for detecting an open-circuit voltage; and a first input voltage target for calculating an input voltage value as a first input voltage target value by a predetermined calculation based on the open-circuit voltage detected by the reference voltage detection means. Value calculation means,
An input voltage detection unit that detects an input voltage input to the power conversion circuit from the solar cell group, and an input voltage from the solar cell group detected by the input voltage detection unit, by a predetermined calculation. A second input voltage target value calculating means for calculating an input voltage value as a second input voltage target value; and the first input voltage target value as a control target target value, wherein the input voltage matches the target voltage. A control circuit that controls a power conversion circuit, and a diagnosis unit that diagnoses the soundness of the reference solar cell based on a comparison between the first input voltage target value and the second input voltage target value,
When the diagnostic unit denies the soundness of the reference solar cell, a target value that sets the second input voltage target value instead of the first input voltage target value as a control target target value of the control circuit. Switching means.

【0013】請求項3の発明の太陽電池発電モジュール
では、通常時には請求項1の発明のようにレファレンス
用太陽電池セルの両端開放電圧を監視し、それに基づい
て電力変換回路の入力電圧を制御することにより、ほぼ
最大出力制御を行う。
In the solar cell power generation module according to the third aspect of the invention, the open-circuit voltage of both ends of the reference solar cell is normally monitored as in the first aspect of the invention, and the input voltage of the power conversion circuit is controlled based on the voltage. As a result, almost maximum output control is performed.

【0014】そして、診断手段によってレファレンス用
太陽電池セルが健全性を喪失したと診断した場合には、
請求項2の発明のように太陽電池セル群から電力変換回
路への入力電圧だけを監視し、それに基づいて電力変換
回路の入力電圧を制御することにより、ほぼ最大出力制
御を行う。
When the diagnostic means diagnoses that the reference solar cell has lost its soundness,
As in the second aspect of the invention, only the input voltage from the photovoltaic cell group to the power conversion circuit is monitored, and the maximum output control is performed by controlling the input voltage of the power conversion circuit based on the monitored voltage.

【0015】こうして、回路に冗長性を持たせることに
よって長期使用の信頼性を高める。
In this way, the reliability of long-term use is enhanced by providing the circuit with redundancy.

【0016】請求項4の発明は、請求項2又は3の太陽
電池発電モジュールにおいて、前記制御回路が、前記太
陽電池セル群からの入力電圧が所定値よりも低い間は定
電流制御を行い、前記入力電圧が所定値に到達した後に
は、定電圧制御を行うようにしたものであり、太陽電池
セル群から電力変換回路への入力電圧を所定値に一致す
るように制御するという単純な演算処理によって、ほぼ
最大出力制御を行うことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the solar cell power generation module of the second or third aspect, the control circuit performs constant current control while the input voltage from the solar cell group is lower than a predetermined value. After the input voltage reaches a predetermined value, constant voltage control is performed, and a simple operation of controlling the input voltage from the photovoltaic cell group to the power conversion circuit to match the predetermined value is performed. By the processing, almost maximum output control can be performed.

【0017】請求項5の発明は、請求項2又は3の太陽
電池発電モジュールにおいて、前記制御回路が、前記電
力変換回路の電力変換素子のデューティ制御によって前
記定電流制御及び定電圧制御を行うようにしたものであ
り、最大出力制御が単純化できる。また、定電流出力動
作を、例えば、スイッチング回路の最低デューティー出
力で代用することもできる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the solar cell power generation module of the second or third aspect, the control circuit performs the constant current control and the constant voltage control by duty control of a power conversion element of the power conversion circuit. The maximum output control can be simplified. Further, the constant current output operation can be replaced with, for example, the lowest duty output of the switching circuit.

【0018】請求項6の発明は、請求項1〜5の太陽電
池発電モジュールにおいて、前記電力変換回路としてD
C/DCコンバータを用いたものであり、直流電力の最
大出力が取り出せる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the solar cell power generation module of the first to fifth aspects, the power conversion circuit includes a D
It uses a C / DC converter and can extract the maximum output of DC power.

【0019】請求項7の発明は、請求項1〜5の太陽電
池発電モジュールにおいて、前記電力変換回路としてD
C/ACコンバータを用いたものであり、交流電流の最
大出力が取り出せる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the solar cell power generation module of the first to fifth aspects, the power conversion circuit includes a D
It uses a C / AC converter and can extract the maximum output of the alternating current.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。図1〜図3は、本発明の第1の実施
の形態の太陽電池発電モジュール1の構造を示してい
る。この実施の形態の太陽電池発電モジュール1は、ス
レート瓦様のパネル本体2内の、屋根葺き施工した状態
で太陽光が当たる下半分の働き代2Dに多数の太陽電池
セル及び電力変換回路としてのDC/DCコンバータか
ら成る発電部3を組み込んだ構造である。そして、パネ
ル本体2の他のパネル本体と重なり合う4隅それぞれ
に、他のパネル本体2−1,2−2の上半分の重なり代
に上側から重ねられる下半分の働き代2Dにおいては、
その下面側の左右の2隅それぞれに、発電部3のマイナ
ス端子、プラス端子が1対ずつ設けられており、逆に他
のパネル2−3,2−4の下半分の働き代が上側から重
ねられる上半分の重なり代2Uにおいては、その上面側
の左右の2隅それぞれに、発電部3のマイナス端子、プ
ラス端子が1対ずつ設けられている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 to 3 show the structure of a solar cell power generation module 1 according to a first embodiment of the present invention. The solar cell power generation module 1 of this embodiment has a large number of solar cells and a power conversion circuit in a lower half working allowance 2D in which sunlight is applied in the state of roofing in a slate tile-like panel main body 2. This is a structure incorporating a power generation unit 3 composed of a DC / DC converter. Then, in each of the four corners overlapping with the other panel main body of the panel main body 2, in the lower half working allowance 2D that is overlapped from the upper side with the upper half of the other panel main bodies 2-1 and 2-2,
A pair of a minus terminal and a plus terminal of the power generation unit 3 are provided at each of the two left and right corners on the lower surface side, and conversely, the working allowance of the lower half of the other panels 2-3 and 2-4 is from the upper side. In the overlapping margin 2U of the upper half to be overlapped, a pair of a minus terminal and a plus terminal of the power generation unit 3 are provided at each of two left and right corners on the upper surface side.

【0021】これらパネル本体2の4隅それぞれに設け
られたマイナス端子、プラス端子の位置は、通常のスレ
ート瓦の屋根葺き施工法である、千鳥格子状の配置にお
いて、上側又は下側にほぼ1/4ずつ重なり合う他のパ
ネル本体のその重なり部分に設けられている発電部3の
マイナス端子、プラス端子と対向する位置である。
The positions of the negative terminal and the positive terminal provided at each of the four corners of the panel body 2 are almost at the upper or lower side in the staggered grid arrangement, which is a usual slate tile roofing construction method. This is a position facing the minus terminal and the plus terminal of the power generation unit 3 provided in the overlapping portion of another panel body that overlaps by 4.

【0022】これによって、通常のスレート瓦の屋根葺
き施工と同じ方法で屋根葺きしていくと、各太陽電池発
電モジュール1ごとにその前後左右に重なり合う他の太
陽電池発電モジュール1のパネル本体との間で、各々に
組み込まれている発電部3のマイナス端子、プラス端子
同士が自然に上下から接触し合い、各パネル本体2に組
み込まれている多数の発電部3が屋根全体で、あるいは
いくつかに分割された領域それぞれの中ですべて並列に
接続された状態の太陽電池発電システムが構成できる。
Thus, when the roofing is performed in the same manner as the normal roofing construction of the slate tile, each of the solar cell power generation modules 1 is connected to the panel body of another solar cell power generation module 1 overlapping the front, rear, left and right. In between, the minus terminal and the plus terminal of the power generation unit 3 incorporated in each of the panels naturally come into contact with each other from above and below, and the large number of power generation units 3 incorporated in each panel body 2 cover the entire roof or some of them. The solar cell power generation system can be configured such that all of the divided regions are connected in parallel.

【0023】次に、発電部3の回路構成について説明す
る。図4は太陽電池発電モジュール1に組み込まれた発
電部3の回路を示している。発電部3は、多数の太陽電
池セル4を直列又は並列に接続し、そのマイナス側、プ
ラス側それぞれの出力端に電流形のDC/DCコンバー
タ5を接続し、所定電圧の直流電力にして取り出す構成
であり、このDC/DCコンバータ5のマイナス側出
力、プラス側出力それぞれから分岐して引き出したマイ
ナス端子、プラス端子が上述した太陽電池発電モジュー
ル1における4隅それぞれに1対ずつ配置されるのであ
る。また、この実施の形態の特徴として、多数の発電に
寄与する太陽電池セル4とは別に、両端が開放されたレ
ファレンス用太陽電池セル40がパネル本体1内に組み
込まれており、このレファレンス用太陽電池セル40の
両端開放電圧の検出器41からDC/DCコンバータ5
に検出信号を入力するようにしている。
Next, the circuit configuration of the power generation unit 3 will be described. FIG. 4 shows a circuit of the power generation unit 3 incorporated in the solar cell power generation module 1. The power generation unit 3 connects a large number of solar cells 4 in series or in parallel, connects a current-type DC / DC converter 5 to each of its negative and positive output terminals, and takes out DC power of a predetermined voltage. Since the negative terminal and the positive terminal that are branched out from the negative output and the positive output of the DC / DC converter 5 are arranged in pairs at each of the four corners of the solar cell power generation module 1 described above. is there. Further, as a feature of this embodiment, apart from the solar cells 4 that contribute to a large number of power generations, a reference solar cell 40 whose both ends are open is incorporated in the panel main body 1. From the detector 41 of the open-circuit voltage at both ends of the battery cell 40 to the DC / DC converter 5
The detection signal is input to the.

【0024】このような発電部3を組み込んだ太陽電池
発電モジュール1により屋根葺き施工した場合の接続関
係は図5に示すようなものとなる。なお、図5では、図
1〜図3でも同じであるが、発電部3の全体を1つの電
池記号で示しているが、これは図4に示した回路構成の
全体を示したものである。
FIG. 5 shows a connection relationship when roofing is performed by the solar cell power generation module 1 incorporating the power generation unit 3. In FIG. 5, the same applies to FIGS. 1 to 3, but the entire power generation unit 3 is indicated by one battery symbol, but this shows the entire circuit configuration shown in FIG. 4. .

【0025】そして図6に示すように、DC/AC変換
回路(インバータ)8によって屋内電力として商用電源
100と同様の50Hz又は60Hz、100V又は2
00Vの交流電力に変換し、負荷9に供給する接続を行
い、太陽電池発電システムを構成することになる。
As shown in FIG. 6, a DC / AC conversion circuit (inverter) 8 converts indoor power to 50 Hz or 60 Hz, 100 V or 2
The connection to convert the AC power to 00V and supply the load 9 to the load 9 is performed, thereby configuring a solar cell power generation system.

【0026】このような太陽電池発電システムでは、図
5においてハッチングを施した部分Aにおいてマイナス
極間、プラス極間の接続に接触不良が発生した場合で
は、鎖線B、破線Cを付したバイパス経路でマイナス極
間、プラス極間それぞれが等電位で接続された状態にな
り、接触不良が発生した部分の発電部3の発電電力を無
駄にすることなく取り出すことができるようになる。
In such a photovoltaic power generation system, when a poor connection occurs between the negative pole and the positive pole in the hatched portion A in FIG. 5, a bypass path indicated by a chain line B and a broken line C is provided. As a result, the negative electrode and the positive electrode are connected at the same potential, and the power generated by the power generation unit 3 at the portion where the contact failure has occurred can be taken out without waste.

【0027】次に、図7及び図8に基づいて、発電部3
の電力変換回路としてのDC/DCコンバータ5(電力
変換部と制御部との両方を含む)の詳しい回路構成を説
明する。DC/DCコンバータ5は、パネル本体2内に
組み込まれた多数の太陽電池セル4に対して並列に設け
られたコンデンサ51と、コンデンサ51の両端に生じ
る直流入力電圧Vinをスイッチングするためのスイッチ
ング素子52と、スイッチング素子52によって得られ
る交流を昇圧する昇圧トランス53と、この昇圧トラン
ス53の出力を整流するダイオード54と、平滑コンデ
ンサ55とを備えている。
Next, based on FIG. 7 and FIG.
A detailed circuit configuration of the DC / DC converter 5 (including both the power conversion unit and the control unit) as the power conversion circuit will be described. The DC / DC converter 5 includes a capacitor 51 provided in parallel with a large number of solar cells 4 incorporated in the panel main body 2 and a switching element for switching a DC input voltage Vin generated at both ends of the capacitor 51. 52, a step-up transformer 53 for stepping up the AC obtained by the switching element 52, a diode 54 for rectifying the output of the step-up transformer 53, and a smoothing capacitor 55.

【0028】また、スイッチング素子52のスイッチン
グ動作を制御するための制御系として、パネル本体に発
電に寄与する多数の太陽電池セル4と共に組み込まれ、
両端開放されたレファレンス用太陽電池セル40、この
レファレンス用太陽電池セル40の両端開放電圧Vocを
監視する電圧検出器41、電圧検出器41の出力する両
端開放電圧Vocに基づき、最大出力が得られる入力電
圧、入力電流の組合せから入力電圧目標値Vref を次式
(1)によって演算する基準電圧発生回路42、DC/
DCコンバータ5に対する太陽電池セル4群からの入力
電圧Vinを検出す電圧検出器56からの検出値Vinと、
基準電圧発生回路42から入力電圧目標値Vref とを比
較するコンパレータ61、そして、このコンパレータ6
1の比較結果に基づき、DC/DCコンバータ5のスイ
ッチング素子52のデューティ制御を行う制御回路62
を備えている。
Further, as a control system for controlling the switching operation of the switching element 52, it is incorporated in the panel body together with a large number of solar cells 4 contributing to power generation,
A maximum output is obtained based on the reference solar cell 40 having both ends open, a voltage detector 41 for monitoring the open-end voltage Voc of the reference solar cell 40, and an open-end voltage Voc output from the voltage detector 41. A reference voltage generation circuit 42 that calculates an input voltage target value Vref from the combination of the input voltage and the input current by the following equation (1):
A detection value Vin from a voltage detector 56 for detecting an input voltage Vin from the group of solar cells 4 to the DC converter 5;
A comparator 61 for comparing the input voltage target value Vref from the reference voltage generation circuit 42;
1, a control circuit 62 that performs duty control of the switching element 52 of the DC / DC converter 5 based on the comparison result.
It has.

【0029】[0029]

【数1】Vref =k・Voc ここで、kは予め設定される定数であり、太陽電池セル
1個の仕様最大電力時電圧Vpmspec、仕様開放電圧Voc
spec、発電に寄与する太陽電池セル4のモジュール内の
直列段数ncM、レファレンス用太陽電池セル40のセル
直列段数ncrefとすると、次の(2)式によって与えら
れる。
Vref = kVoc Here, k is a preset constant, and the voltage at the time of the maximum specified power Vpmspec of one solar cell and the specification open voltage Voc
Assuming that spec is the number of series stages ncM in the module of the photovoltaic cells 4 contributing to power generation and the number ncref of cell series stages of the reference photovoltaic cells 40, it is given by the following equation (2).

【0030】[0030]

【数2】 例えば、太陽電池セル群が直列10段、レファレンス用
太陽電池セルが直列1段、モジュール内の仕様最大電力
時の電圧5V、仕様最大開放電圧6Vとすれば、次のよ
うに決定される。
(Equation 2) For example, assuming that the solar cell group is 10 stages in series, the solar cell for reference is 1 stage in series, the voltage at the maximum specification power in the module is 5V, and the maximum specification open voltage is 6V, the following is determined.

【0031】[0031]

【数3】 したがって、(Equation 3) Therefore,

【数4】Vref = 8.3×Voc となる。Vref = 8.3 × Voc

【0032】次に、上記の構成のDC/DCコンバータ
5の動作について説明する。各太陽電池発電モジュール
1において、発電部3のDC/DCコンバータ5は出力
電力最大制御を行う。
Next, the operation of the DC / DC converter 5 having the above configuration will be described. In each solar cell power generation module 1, the DC / DC converter 5 of the power generation unit 3 performs maximum output power control.

【0033】図8は太陽電池のV−I曲線を示してい
る。なお、ST1,ST2,…は太陽電池の受光状態に対応
している。太陽電池の特性として、動作点が最適動作電
圧Vpmよりも大きい方に移動すると、電流が急激に減少
し、また動作電圧がVpmよりも小さくなると電圧にほぼ
比例する形で出力電力が減少する。つまり動作点の移動
によって出力が大幅に減少することになるのである。そ
こで、ある日照状態STiで太陽電池の最大出力電力(こ
れがDC/DCコンバータ5に対する入力電力となる)
を与える出力電圧・出力電流(これらはDC/DCコン
バータ5に対しては入力電圧Vin、入力電流Iinとな
り、P1max,P2max,…点に相当する)の組合せはほぼ
固定的に決定されたものである。
FIG. 8 shows a VI curve of the solar cell. Note that ST1, ST2,... Correspond to the light receiving state of the solar cell. As a characteristic of the solar cell, when the operating point moves to a direction higher than the optimum operating voltage Vpm, the current sharply decreases, and when the operating voltage becomes lower than Vpm, the output power decreases substantially in proportion to the voltage. That is, the output is greatly reduced by moving the operating point. Therefore, the maximum output power of the solar cell in a certain sunshine state STi (this is the input power to the DC / DC converter 5)
(These are the input voltage Vin and the input current Iin for the DC / DC converter 5 and correspond to the points P1max, P2max,...), Which are determined almost fixedly. is there.

【0034】そして、上述したようにレファレンス用太
陽電池セル40の発電状態から日照状態STiを推測する
ことができ、その日照状態における両端開放電圧Vocと
最大電力時出力電圧Vpmとの関係はほぼ固定されている
ので、上述した式に基づいて最大電力Pimaxを取り出す
ためにDC/DCコンバータ5に入力する入力電圧Vin
を制御すれば、Iin=Pimax/Vinによって入力電流も
規定され、DC/DCコンバータ5の出力も決定され
る。
As described above, the sunshine state STi can be estimated from the power generation state of the reference solar cell 40, and the relationship between the open-ended voltage Voc and the output voltage Vpm at the maximum power in the sunshine state is almost fixed. Therefore, the input voltage Vin input to the DC / DC converter 5 to extract the maximum power Pimax based on the above equation
Is controlled, the input current is defined by Iin = Pimax / Vin, and the output of the DC / DC converter 5 is also determined.

【0035】そこで、第1の実施の形態では、次の制御
によって擬似的に最大出力制御を行う。すなわち、電圧
検出器41によってレファレンス用太陽電池セル40の
両端開放電圧Vocを監視し、また電圧検出器56によっ
てDC/DCコンバータ5の入力電圧Vinを監視する。
レファレンス用太陽電池セル40の両端開放電圧Vocは
基準電圧発生回路42に入力され、ここで入力電圧基準
値Vref を上記の式(1)によって演算し、コンパレー
タ61に入力する。電圧検出器56の検出する入力電圧
Vinは直接にコンパレータ61に入力される。
Therefore, in the first embodiment, maximum output control is simulated by the following control. That is, the open-circuit voltage Voc at both ends of the reference solar cell 40 is monitored by the voltage detector 41, and the input voltage Vin of the DC / DC converter 5 is monitored by the voltage detector 56.
The open-circuit voltage Voc at both ends of the reference solar cell 40 is input to the reference voltage generation circuit 42, where the input voltage reference value Vref is calculated by the above equation (1) and input to the comparator 61. The input voltage Vin detected by the voltage detector 56 is directly input to the comparator 61.

【0036】コンパレータ61ではこれらのVref ,V
inを比較し、その比較結果を制御回路62に与え、制御
回路62では、入力電圧VinをVref に一致させるのに
必要なゲート信号を生成し、これによってスイッチング
素子52をスイッチング動作させる。
In the comparator 61, these Vref, V
is compared, and the comparison result is supplied to the control circuit 62. The control circuit 62 generates a gate signal required to make the input voltage Vin equal to Vref, thereby causing the switching element 52 to perform a switching operation.

【0037】このスイッチング制御では、(1)Vin>
Vref の場合には、スイッチング素子52のオンデュー
ティを上げることによって出力電流を増加させ、それだ
け入力電流Iinも増加させることによってVinを逆に低
下させる制御を行い、(2)Vin<Vref の場合には、
スイッチング素子52のオンデューティを下げることに
よって出力電流を減少させ、それだけ入力電流Iinも減
少させることによってVinを逆に上昇させる制御を行
い、(3)Vin=Vref の場合には、スイッチング素子
52のオンデューティを維持する。
In this switching control, (1) Vin>
In the case of Vref, the output current is increased by increasing the on-duty of the switching element 52, and the input current Iin is also increased to control Vin in reverse. (2) When Vin <Vref Is
The output current is reduced by lowering the on-duty of the switching element 52, and the input current Iin is correspondingly reduced to control Vin to increase. (3) When Vin = Vref, the control of the switching element 52 is performed. Maintain on-duty.

【0038】これによって、DC/DCコンバータ5に
対する入力電圧Vinをレファレンス用太陽電池セル40
の両端開放電圧Vocから決定される最大電力時電圧Vpm
に基づく基準電圧Vref に一致させる制御ができ、出力
最大制御を入力電圧Vin側の制御だけで実現することが
でき、回路構成、演算処理を単純化できる。
As a result, the input voltage Vin to the DC / DC converter 5 is changed to the reference solar cell 40.
Voltage at maximum power determined from open-circuit voltage Voc
, The output maximum control can be realized only by the control on the input voltage Vin side, and the circuit configuration and arithmetic processing can be simplified.

【0039】なお、上記の実施の形態において電力変換
回路としてDC/DCコンバータに代えて、DC/AC
コンバータを備えた太陽電池モジュールに対して同様に
適用することができる。
In the above embodiment, a DC / AC converter is used as a power conversion circuit instead of a DC / DC converter.
The same can be applied to a solar cell module provided with a converter.

【0040】次に、本発明の第2の実施の形態を図9〜
図11に基づいて説明する。第2の実施の形態の太陽電
池発電モジュールは、構造的には図1〜図3に示した第
1の実施の形態と同様であるが、その発電部3を図9に
示した回路構成にしたことを特徴とする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
A description will be given based on FIG. The solar cell power generation module according to the second embodiment is structurally similar to the first embodiment illustrated in FIGS. 1 to 3, but the power generation unit 3 has the circuit configuration illustrated in FIG. 9. It is characterized by having done.

【0041】この第2の実施の形態の発電部3は、太陽
電池セル4群の発電電圧であり、かつ電力変換回路であ
るDC/DCコンバータ5に対する入力電圧である電圧
Vinを電圧検出器56で監視し、これに基づいて、電流
指令演算部63がスイッチング素子52のスイッチング
デューティを演算し、制御回路62がそのスイッチング
デューティに基づいてスイッチング素子52をスイッチ
ング動作させることによってフィードフォワード的に入
力電圧Vinを制御し、擬似的な最大出力制御を行う。
The power generation unit 3 of the second embodiment detects a voltage Vin, which is a voltage generated by the solar cell group 4 and an input voltage to the DC / DC converter 5 as a power conversion circuit, by a voltage detector 56. The current command calculator 63 calculates the switching duty of the switching element 52 based on this, and the control circuit 62 performs the switching operation of the switching element 52 based on the switching duty. Vin is controlled to perform pseudo maximum output control.

【0042】すなわち、図10及び図11に示したよう
に、太陽電池セル4群が発電を開始した直後、その出力
電圧(コンバータ5に対する入力電圧)Vinが立ち始め
るが、その入力電圧Vinが第2の電圧値V2(ここで
は、仕様最大電力時電圧Vpmspec/2)に達するまでは
DC/DCコンバータ5のスイッチング制御を停止して
おく(ステップS1〜S3)。
That is, as shown in FIGS. 10 and 11, immediately after the solar cell group 4 starts generating power, its output voltage (input voltage to the converter 5) Vin starts to rise. Switching control of the DC / DC converter 5 is stopped until the voltage value reaches the voltage value V2 of 2 (here, the voltage Vpmspec / 2 at the specification maximum power) (steps S1 to S3).

【0043】この第2の電圧値V2(=Vpm/2)に達
したタイミングt0では、制御回路62は定電流制御を
開始し、スイッチングデューティを固定したスイッチン
グ制御を開始する(ステップS4,S5)。
At timing t0 when the second voltage value V2 (= Vpm / 2) is reached, the control circuit 62 starts constant current control and starts switching control with a fixed switching duty (steps S4 and S5). .

【0044】定電流制御によって入力電圧Vinが上昇し
て、タイミングt1で第3の電圧値V3(ここでは、仕
様最大電力時電圧Vpmspec)に到達すれば、以後、定電
圧制御によって入力電圧VinがほぼV3(=Vpmspec)
に一致する制御を行う(ステップS6〜S810。
If the input voltage Vin rises by the constant current control and reaches the third voltage value V3 (here, the voltage Vpmspec at the time of the specified maximum power) at the timing t1, the input voltage Vin is thereafter increased by the constant voltage control. Almost V3 (= Vpmspec)
(Steps S6 to S810).

【0045】この定電圧制御では、厳密にはDC/DC
コンバータ5の出力電圧Voutを監視し、そのフィード
バック値を用いて制御を行うものではなく、いわばフィ
ードフォワード制御によって定電圧制御を行うのであ
る。すなわち、電圧検出器56の検出する入力電圧Vin
を第3の電圧値V3(=Vpmspec)と比較し、Vinがほ
ぼV3に一致すれば前回のスイッチングデューティを今
回も維持する(ステップS6,S7)。
In this constant voltage control, strictly speaking, DC / DC
Instead of monitoring the output voltage Vout of the converter 5 and performing control using the feedback value, constant voltage control is performed by means of feedforward control. That is, the input voltage Vin detected by the voltage detector 56
Is compared with a third voltage value V3 (= Vpmspec), and if Vin substantially matches V3, the previous switching duty is maintained again this time (steps S6 and S7).

【0046】しかしながら、今回の入力電圧Vinが第3
の電圧値V3より上昇していれば前回のスイッチングデ
ューティよりもオンデューティを1ステップ(例えば、
デューティの変更刻み幅が0.1であれば、0.1刻
み)だけ低下させて、その新たなデューティによりスイ
ッチング素子52をスイッチング動作させる(ステップ
S8,S9)。
However, the current input voltage Vin is the third
If it is higher than the voltage value V3, the on-duty is changed by one step from the previous switching duty (for example,
If the change step width of the duty is 0.1, it is decreased by 0.1), and the switching element 52 is switched by the new duty (steps S8 and S9).

【0047】逆に、今回の入力電圧Vinが第3の電圧値
V3より低下していれば前回のスイッチングデューティ
よりもデューティを1ステップだけオンデューティを上
昇させて、その新たなデューティによりスイッチング素
子52をスイッチング動作させる(ステップS10)。
Conversely, if the current input voltage Vin is lower than the third voltage value V3, the on-duty is increased by one step from the previous switching duty, and the switching element 52 is switched by the new duty. Are switched (step S10).

【0048】この制御を継続し、やがて太陽がかげり、
太陽電池セル4群の発電力が低下し、定電圧制御により
入力電流Iinが減少し、制御回路62のスイッチングデ
ューティにおけるオンデューティは定電流制御時の値に
まで低下したタイミングt3では再び定電流制御に切り
替える(ステップS1,S3〜S5)。そして入力電圧
Iinが第1の電圧値V1(ここでは、仕様最大電力時電
圧Vpmspec/3)まで低下したタイミングt4で、スイ
ッチング動作を停止させてDC/DCコンバータ5の出
力を停止する(ステップS1,S2)。
This control is continued, and the sun is overcast,
At timing t3 when the power generation of the group of photovoltaic cells 4 is reduced, the input current Iin is reduced by the constant voltage control, and the on-duty in the switching duty of the control circuit 62 is reduced to the value at the time of the constant current control, the constant current control is performed again. (Steps S1, S3 to S5). Then, at timing t4 when the input voltage Iin decreases to the first voltage value V1 (here, the voltage Vpmspec / 3 at the specified maximum power), the switching operation is stopped and the output of the DC / DC converter 5 is stopped (step S1). , S2).

【0049】このように制御することにより、DC/D
Cコンバータ5をその入力電圧Vinの監視だけで擬似的
に最大出力制御することができることになり、演算処理
が単純化され、それだけモジュール内部でのエネルギ消
費を少なくし、電力をより多く出力することができるよ
うになる。
By controlling in this way, DC / D
The maximum output of the C converter 5 can be artificially controlled only by monitoring the input voltage Vin, so that the arithmetic processing is simplified, the energy consumption inside the module is reduced, and more power is output. Will be able to

【0050】なお、上記の実施の形態において第1の電
圧値V1、第2の電圧値V2、第3の電圧値V3はそれ
ぞれ、Vpmspec/3,Vpmspec/2,Vpmspecに限定さ
れるものではないが、太陽電池発電の特性として仕様最
大電力時電圧Vpmspecに基づいてこれらの値を決定する
のが制御上好ましい。
In the above-described embodiment, the first voltage value V1, the second voltage value V2, and the third voltage value V3 are not limited to Vpmspec / 3, Vpmspec / 2, and Vpmspec, respectively. However, it is preferable in terms of control that these values be determined based on the specified maximum power voltage Vpmspec as characteristics of solar cell power generation.

【0051】また、デューティ制御でオンデューティの
変更を0.1刻みずつとしたが、これは制御回路62の
分解能に応じてさらに細かく制御することも可能であ
り、特に限定されるものではない。
In the duty control, the on-duty is changed in increments of 0.1, but this can be controlled more finely in accordance with the resolution of the control circuit 62, and is not particularly limited.

【0052】また、電力変換回路としてDC/DCコン
バータに代えて、DC/ACコンバータを採用した太陽
電池発電モジュールにも等しく適用することができる。
Further, the present invention can be equally applied to a solar cell power generation module employing a DC / AC converter instead of a DC / DC converter as a power conversion circuit.

【0053】次に、本発明の第3の実施の形態の太陽電
池発電モジュールを図12に基づいて説明する。第3の
実施の形態は、第1の実施の形態と第2の実施の形態と
を組み合わせた回路構成であり、レファレンス用太陽電
池セル40の健全性を常に監視し、健全な内は第1の実
施の形態と同様の制御によって最大出力制御を行い、レ
ファレンス用太陽電池セル40が健全性を喪失したとき
には第2の実施の形態と同様の制御に切り替えて最大出
力制御を行うことを特徴とする。したがって、太陽電池
発電モジュールの構造は図1〜図3に示した第1の実施
の形態と共通である。そして、発電部3が図12に回路
構成を有している。
Next, a solar cell power generation module according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The third embodiment has a circuit configuration in which the first embodiment and the second embodiment are combined, and constantly monitors the soundness of the reference solar cell 40. The maximum output control is performed by the same control as that of the second embodiment, and when the reference solar cell 40 loses its soundness, the control is switched to the same control as that of the second embodiment to perform the maximum output control. I do. Therefore, the structure of the solar cell power generation module is common to the first embodiment shown in FIGS. The power generation unit 3 has a circuit configuration in FIG.

【0054】第3の実施の形態の発電部3は、スイッチ
ング素子52のスイッチング動作を制御するための制御
系として、パネル本体に発電に寄与する多数の太陽電池
セル4と共に組み込まれ、両端開放されたレファレンス
用太陽電池セル40、このレファレンス用太陽電池セル
40の両端開放電圧Vocを監視する電圧検出器41、電
圧検出器41の出力する両端開放電圧Vocに基づき、最
大出力が得られる入力電圧、入力電流の組合せから入力
電圧目標値Vref を前述の式(1)によって演算する基
準電圧発生回路42、この基準電圧発生回路42の出力
に対して健全性を診断する診断部43、この診断部43
がレファレンス用太陽電池セル40の健全性喪失を診断
したときに制御演算を切り替える切替部44、この切替
部44の切替指令により、第1の実施の形態のコンパレ
ータと同様の動作と第2の実施の形態の電流指令演算部
と同様の動作を切り替えて動作する電流指令演算部65
と、この電流指令演算部65のスイッチングデューティ
指令に基づいてスイッチング素子52をゲート制御する
制御回路62を備えている。
The power generation section 3 of the third embodiment is incorporated in a panel body together with a large number of solar cells 4 contributing to power generation, and is open at both ends as a control system for controlling the switching operation of the switching element 52. The reference solar cell 40, a voltage detector 41 for monitoring the open-circuit voltage Voc across the reference solar cell 40, an input voltage at which a maximum output is obtained based on the open-circuit voltage Voc output from the voltage detector 41, A reference voltage generation circuit 42 for calculating an input voltage target value Vref from the combination of input currents by the above-described equation (1), a diagnosis section 43 for diagnosing soundness of an output of the reference voltage generation circuit 42, and a diagnosis section 43
Switches the control operation when the control unit diagnoses the loss of soundness of the reference photovoltaic cell 40. The switching command of the switching unit 44 causes the same operation as the comparator of the first embodiment and the second embodiment Command operation unit 65 that operates by switching the same operation as the current command operation unit of the embodiment.
And a control circuit 62 that gate-controls the switching element 52 based on the switching duty command of the current command calculation unit 65.

【0055】次に、上記の第3の実施の形態の太陽電池
発電モジュールの動作を説明する。発電部3は、初期状
態、また通常時には第1の実施の形態と同様の動作によ
り最大出力制御を行う。すなわち、電圧検出器41が検
出するレファレンス用太陽電池セル40の両端開放電圧
Vocに基づき、基準電圧発生回路42が基準電圧Vref
を上記(1)式によって算出し、これを診断部43と電
流指令演算部63に出力する。
Next, the operation of the solar cell power generation module according to the third embodiment will be described. The power generation unit 3 performs the maximum output control in the initial state, and at normal times, by the same operation as that of the first embodiment. That is, based on the open-circuit voltage Voc at both ends of the reference solar cell 40 detected by the voltage detector 41, the reference voltage generation circuit 42
Is calculated by the above equation (1), and this is output to the diagnosis unit 43 and the current command calculation unit 63.

【0056】診断部43では基準電圧Vref が異常値を
示していないかどうかを判断し、極端に高い値、あるい
は継続的に低電圧値を出力している場合には故障したも
のと診断し、そうでない場合には健全と診断して切替部
44に出力する。
The diagnosis unit 43 determines whether the reference voltage Vref indicates an abnormal value. If the reference voltage Vref outputs an extremely high value or a continuously low voltage value, it diagnoses that a failure has occurred. Otherwise, it is diagnosed as sound and output to the switching unit 44.

【0057】切替部44は診断部43が健全との診断結
果を出力していれば、第1の実施の形態と同様の制御動
作(通常動作)を電流指令演算部65に指令し、診断部
43が健全性喪失の診断結果を出力していれば、第2の
実施の形態と同様の制御動作(代替動作)を電流指令演
算部65に指令する。
If the diagnostic unit 43 has output a diagnostic result indicating that the unit is sound, the switching unit 44 instructs the current command computing unit 65 to perform the same control operation (normal operation) as in the first embodiment, If 43 outputs the diagnosis result of the loss of soundness, it issues a control operation (alternative operation) similar to that of the second embodiment to the current command calculation unit 65.

【0058】電流指令演算部65では、切替部44が通
常動作指令を与えるときには、第1の実施の形態と同様
に、基準電圧発生回路42の出力する基準電圧Vref に
DC/DCコンバータ5の入力電圧Vinが一致するよう
にスイッチングデューティを演算して制御回路62に与
え、制御回路62がスイッチング素子52をスイッチン
グ制御する。
In the current command calculation section 65, when the switching section 44 gives a normal operation command, the reference voltage Vref output from the reference voltage generation circuit 42 is applied to the input of the DC / DC converter 5 as in the first embodiment. The switching duty is calculated so that the voltage Vin matches, and the calculated switching duty is applied to the control circuit 62. The control circuit 62 controls the switching of the switching element 52.

【0059】他方、電流指令演算部65は、切替部44
が代替動作指令を与えるときには、第2の実施の形態と
同様に、DC/DCコンバータ5の入力電圧Vinだけに
基づき、図10及び図11の演算処理によってスイッチ
ングデューティを求めて制御回路62に与え、制御回路
62がスイッチング素子52をスイッチング制御する。
On the other hand, the current command calculating section 65
Gives an alternative operation command, the switching duty is obtained by the arithmetic processing of FIGS. 10 and 11 based on only the input voltage Vin of the DC / DC converter 5 and given to the control circuit 62, as in the second embodiment. , The control circuit 62 controls the switching of the switching element 52.

【0060】これにより、太陽電池発電モジュールに冗
長性を与え、レファレンス用太陽電池セル40に故障が
発生しても長期にわたり、効率の良い太陽電池発電が行
える。
Thus, the solar cell power generation module is provided with redundancy, and even if a failure occurs in the reference solar cell 40, efficient solar cell power generation can be performed for a long time.

【0061】なお、第3の実施の形態においても、第1
の実施の形態、第2の実施の形態と同様の変化態様が可
能である。
It should be noted that also in the third embodiment, the first
Modifications similar to those of the embodiment and the second embodiment are possible.

【0062】[0062]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
レファレンス用太陽電池セルの両端開放電圧と太陽電池
セル群からの入力電圧とを監視し、比較的簡単な演算処
理を行うだけでほぼ最大出力制御ができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention,
By monitoring the open-circuit voltage at both ends of the reference solar battery cell and the input voltage from the solar battery cell group, it is possible to control the maximum output almost by performing relatively simple arithmetic processing.

【0063】請求項2の発明によれば、太陽電池セル群
からの入力電圧だけを監視し、比較的簡単な演算処理を
行うだけでほぼ最大出力制御ができる。
According to the second aspect of the present invention, almost the maximum output control can be performed by monitoring only the input voltage from the solar cell group and performing relatively simple arithmetic processing.

【0064】請求項3の発明によれば、請求項1及び請
求項2の効果に加えて、回路に冗長性を持たせることに
よって長期使用の信頼性が高い。
According to the third aspect of the invention, in addition to the effects of the first and second aspects, the reliability of long-term use is high by providing the circuit with redundancy.

【0065】請求項4の発明は、請求項2又は3の太陽
電池発電モジュールにおいて、制御回路が太陽電池セル
群からの入力電圧が所定値よりも低い間は定電流制御を
行い、入力電圧が所定値に到達した後には、定電圧制御
を行うようにしたので、太陽電池セル群から電力変換回
路への入力電圧を、最大出力が取り出せるような値に制
御するという単純な演算処理によって、ほぼ最大出力制
御を行うことができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the solar cell power generation module according to the second or third aspect, the control circuit performs constant current control while the input voltage from the solar cell group is lower than a predetermined value. After reaching the predetermined value, the constant voltage control is performed, so the input voltage from the photovoltaic cell group to the power conversion circuit is controlled by a simple arithmetic process of controlling the input voltage to a value at which the maximum output can be obtained. Maximum output control can be performed.

【0066】請求項5の発明はによれば、請求項2又は
3の太陽電池発電モジュールにおいて、制御回路が電力
変換回路の電力変換素子のデューティ制御によって定電
流制御及び定電圧制御を行うようにしたので、最大出力
制御が単純化できる。
According to the invention of claim 5, in the solar cell power generation module of claim 2 or 3, the control circuit performs constant current control and constant voltage control by duty control of the power conversion element of the power conversion circuit. Therefore, the maximum output control can be simplified.

【0067】請求項6の発明によれば、請求項1〜5の
太陽電池発電モジュールにおいて、電力変換回路として
DC/DCコンバータを用いたので、直流電力の最大出
力が取り出せる。
According to the sixth aspect of the present invention, in the solar cell power generation module of the first to fifth aspects, the DC / DC converter is used as the power conversion circuit, so that the maximum output of the DC power can be obtained.

【0068】請求項7の発明によれば、請求項1〜5の
太陽電池発電モジュールにおいて、電力変換回路として
DC/ACコンバータを用いたので、交流電流の最大出
力が取り出せる。
According to the invention of claim 7, in the solar cell power generation module of claims 1 to 5, since a DC / AC converter is used as a power conversion circuit, a maximum output of an alternating current can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の太陽電池発電モジ
ュールの平面図。
FIG. 1 is a plan view of a solar cell power generation module according to a first embodiment of the present invention.

【図2】上記の実施の形態の太陽電池発電モジュールを
用いた太陽電池発電システムの分解平面図。
FIG. 2 is an exploded plan view of a solar cell power generation system using the solar cell power generation module of the embodiment.

【図3】上記の実施の形態の太陽電池発電モジュールを
用いた太陽電池発電システムの分解斜視図。
FIG. 3 is an exploded perspective view of a solar cell power generation system using the solar cell power generation module of the embodiment.

【図4】上記の実施の形態における太陽電池発電モジュ
ールの回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of the solar cell power generation module according to the embodiment.

【図5】上記の実施の形態の太陽電池発電モジュールを
用いて構成した太陽電池発電システムの回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram of a solar cell power generation system configured using the solar cell power generation module according to the embodiment.

【図6】上記の実施の形態の太陽電池発電モジュールと
配電線系統との接続状態を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a connection state between the solar cell power generation module of the embodiment and a distribution line system.

【図7】上記の実施の形態における発電部の回路図。FIG. 7 is a circuit diagram of a power generation unit in the embodiment.

【図8】上記の実施の形態における太陽電池セルのV−
I曲線。
FIG. 8 is a graph showing V− of the solar cell in the above embodiment.
I curve.

【図9】本発明の第2の実施の形態における発電部の回
路図。
FIG. 9 is a circuit diagram of a power generation unit according to a second embodiment of the present invention.

【図10】上記の実施の形態におけるDC/DCコンバ
ータの制御動作のフローチャート。
FIG. 10 is a flowchart of a control operation of the DC / DC converter in the embodiment.

【図11】上記の実施の形態におけるDC/DCコンバ
ータの制御動作のタイミングチャート。
FIG. 11 is a timing chart of a control operation of the DC / DC converter in the embodiment.

【図12】本発明の第3の実施の形態における発電部の
回路図。
FIG. 12 is a circuit diagram of a power generation unit according to a third embodiment of the present invention.

【図13】従来例の太陽電池発電モジュールの回路図。FIG. 13 is a circuit diagram of a conventional solar cell power generation module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 太陽電池発電モジュール 3 発電部 4 太陽電池セル 5 DC/DCコンバータ 40 レファレンス用太陽電池セル 41 電圧検出器 42 基準電圧発生回路 43 診断部 44 切替部 51 コンデンサ 52 スイッチング素子 53 昇圧トランス 54 ダイオード 55 平滑コンデンサ 56 電圧検出器 61 コンパレータ 62 制御回路 63 電流指令演算部 65 電流指令演算部 Reference Signs List 1 solar cell power generation module 3 power generation unit 4 solar cell 5 DC / DC converter 40 reference solar cell 41 voltage detector 42 reference voltage generation circuit 43 diagnostic unit 44 switching unit 51 capacitor 52 switching element 53 step-up transformer 54 diode 55 smoothing Capacitor 56 Voltage detector 61 Comparator 62 Control circuit 63 Current command calculator 65 Current command calculator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土屋 恒和 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 高橋 幸伸 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 松井 伸郎 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会社 東芝本社事務所内 (72)発明者 藤井 栄一郎 静岡県富士市蓼原336 株式会社東芝富士 工場内 (72)発明者 佐田 豊 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 安保 達明 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 5F051 BA03 JA06 KA02 KA03 KA04 KA05 5G003 AA06 GB04 GB06 5H730 AA14 AS04 BB43 DD04 EE02 EE07 FD11 FG05  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Tsuneka Tsuchiya 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside Toshiba Corporation Head Office (72) Inventor Yukinobu Takahashi 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Toshiba Corporation Head Office (72) Inventor Nobuo Matsui 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Toshiba Corporation Head Office (72) Inventor Eiichiro Fujii 336 Tatehara, Fuji City, Shizuoka Prefecture Toshiba Fuji Factory ( 72) Inventor Yutaka Sada 1 Toshiba-cho, Komukai-Toshiba-cho, Yuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Tatsuaki Security Inc. 5F051 BA03 JA06 KA02 KA03 KA04 KA05 5G003 AA06 GB04 GB06 5H730 AA14 AS04 BB43 DD04 EE02 EE07 FD11 FG05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パネル本体内に組み込まれ、直列又は並
列に接続された太陽電池セル群と、 前記太陽電池セル群の発電力を直流入力とし、所定の電
圧の直流又は交流電力に変換して出力する電力変換回路
と、 前記太陽電池セル群と共に前記パネル本体内に組み込ま
れた、両端開放のレファレンス用太陽電池セルと、 前記レファレンス用太陽電池セルの両端開放電圧を検出
する基準電圧検出手段と、 前記基準電圧検出手段の検出する前記両端開放電圧に基
づき、所定の演算によって入力電圧値を入力電圧目標値
として演算する入力電圧目標値演算手段と、 前記入力電圧目標値に前記太陽電池セル群からの入力電
圧が一致するように前記電力変換回路を制御する制御回
路とを備えて成る太陽電池発電モジュール。
1. A solar cell group incorporated in a panel main body and connected in series or in parallel, and the generated power of the solar cell group is input as a DC input, and is converted into DC or AC power of a predetermined voltage. A power conversion circuit to be output, a solar cell for reference, both ends open, incorporated in the panel main body together with the solar cell group, and a reference voltage detecting means for detecting an open-end voltage at both ends of the reference solar cell. An input voltage target value calculating means for calculating an input voltage value as an input voltage target value by a predetermined calculation based on the open-circuit voltage detected by the reference voltage detecting means; and the solar cell group in the input voltage target value. And a control circuit that controls the power conversion circuit so that the input voltages from the modules match.
【請求項2】 パネル本体内に組み込まれ、直列又は並
列に接続された太陽電池セル群と、 前記太陽電池セル群の発電力を直流入力とし、所定の電
圧の直流又は交流電力に変換して出力する電力変換回路
と、 前記太陽電池セル群から前記電力変換回路へ入力される
入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、 前記入力電圧検出手段の検出する前記太陽電池セル群か
らの入力電圧に対して、所定の演算によって入力電圧値
を入力電圧目標値として演算する入力電圧目標値演算手
段と、 前記入力電圧目標値に前記太陽電池セル群からの入力電
圧が一致するように前記電力変換回路を制御する制御回
路とを備えて成る太陽電池発電モジュール。
2. A photovoltaic cell group incorporated in a panel body and connected in series or in parallel, and the generated power of the photovoltaic cell group is used as a DC input and converted into a DC or AC power of a predetermined voltage. A power conversion circuit that outputs, an input voltage detection unit that detects an input voltage input from the solar cell group to the power conversion circuit, and an input voltage from the solar cell group detected by the input voltage detection unit. On the other hand, input voltage target value calculating means for calculating an input voltage value as an input voltage target value by a predetermined calculation, and the power conversion circuit so that an input voltage from the solar cell group matches the input voltage target value. And a control circuit for controlling the solar cell.
【請求項3】 パネル本体内に組み込まれ、直列又は並
列に接続された太陽電池セル群と、 前記太陽電池セル群の発電力を直流入力とし、所定の電
圧の直流又は交流電力に変換して出力する電力変換回路
と、 前記太陽電池セル群と共に前記パネル本体内に組み込ま
れた、両端開放のレファレンス用太陽電池セルと、 前記レファレンス用太陽電池セルの両端開放電圧を検出
する基準電圧検出手段と、 前記基準電圧検出手段の検出する前記両端開放電圧に基
づき、所定の演算によって入力電圧値を第1の入力電圧
目標値として演算する第1の入力電圧目標値演算手段
と、 前記太陽電池セル群から前記電力変換回路へ入力される
入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、 前記入力電圧検出手段の検出する前記太陽電池セル群か
らの入力電圧に対して、所定の演算によって入力電圧値
を第2の入力電圧目標値として演算する第2の入力電圧
目標値演算手段と、 前記第1の入力電圧目標値を制御対象目標値とし、これ
に入力電圧が一致するように前記電力変換回路を制御す
る制御回路と、 前記第1の入力電圧目標値と前記第2の入力電圧目標値
との比較に基づき、前記レファレンス用太陽電池セルの
健全性を診断する診断手段と、 前記診断手段が前記レファレンス用太陽電池セルの健全
性を否定するとき、前記第1の入力電圧目標値に代えて
前記第2の入力電圧目標値を前記制御回路の制御対象目
標値とする目標値切替手段とを備えて成る太陽電池発電
モジュール。
3. A photovoltaic cell group incorporated in a panel body and connected in series or in parallel, and the generated power of the photovoltaic cell group is used as a DC input and converted into a DC or AC power of a predetermined voltage. A power conversion circuit to be output, a solar cell for reference, both ends open, incorporated in the panel main body together with the solar cell group, and a reference voltage detecting means for detecting an open-end voltage at both ends of the reference solar cell. A first input voltage target value calculating means for calculating an input voltage value as a first input voltage target value by a predetermined calculation based on the open-circuit voltage detected by the reference voltage detecting means; and the solar cell group Input voltage detection means for detecting an input voltage input to the power conversion circuit from the above, and for the input voltage from the solar cell group detected by the input voltage detection means A second input voltage target value calculating means for calculating the input voltage value as a second input voltage target value by a predetermined calculation; and the first input voltage target value as a control target target value. And a control circuit that controls the power conversion circuit so that the two are equal to each other. Based on a comparison between the first input voltage target value and the second input voltage target value, diagnoses the soundness of the reference solar cell. Diagnosing means for performing, when the diagnosing means denies the soundness of the reference solar cell, the second input voltage target value in place of the first input voltage target value and the control target of the control circuit. A solar cell power generation module comprising: target value switching means for setting a value.
【請求項4】 前記制御回路は、前記太陽電池セル群か
らの入力電圧が所定値よりも低い間は定電流制御を行
い、前記入力電圧が所定値に到達した後には、定電圧制
御を行うことを特徴とする請求項2又は3に記載の太陽
電池発電モジュール。
4. The control circuit performs constant current control while an input voltage from the solar cell group is lower than a predetermined value, and performs constant voltage control after the input voltage reaches a predetermined value. The solar cell power generation module according to claim 2 or 3, wherein:
【請求項5】 前記制御回路は、前記電力変換回路の電
力変換素子のデューティ制御によって前記定電流制御及
び定電圧制御を行うことを特徴とする請求項2又は3に
記載の太陽電池発電モジュール。
5. The solar cell power generation module according to claim 2, wherein the control circuit performs the constant current control and the constant voltage control by duty control of a power conversion element of the power conversion circuit.
【請求項6】 前記電力変換回路は、DC/DCコンバ
ータであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに
記載の太陽電池発電モジュール。
6. The solar cell power generation module according to claim 1, wherein the power conversion circuit is a DC / DC converter.
【請求項7】 前記電力変換回路は、DC/ACコンバ
ータであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに
記載の太陽電池発電モジュール。
7. The solar cell power generation module according to claim 1, wherein the power conversion circuit is a DC / AC converter.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011129833A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Morita Jun Solar cell unit cell power source
JP2013085468A (en) * 2007-09-28 2013-05-09 Hitachi Ltd Battery system and battery cell control integrated circuit
JP2019083623A (en) * 2017-10-30 2019-05-30 トヨタ自動車株式会社 Vehicle power system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013085468A (en) * 2007-09-28 2013-05-09 Hitachi Ltd Battery system and battery cell control integrated circuit
US9130379B2 (en) 2007-09-28 2015-09-08 Hitachi, Ltd. Integrated circuit for controlling battery cell and vehicle power supply system
JP2011129833A (en) * 2009-12-21 2011-06-30 Morita Jun Solar cell unit cell power source
JP2019083623A (en) * 2017-10-30 2019-05-30 トヨタ自動車株式会社 Vehicle power system

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