JP2013051293A - 太陽光発電を最適化する演算装置、太陽光発電を最適化する方法、太陽光発電システム、及び太陽光発電シミュレーションシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ぞれぞれの太陽電池モジュールMから、少なくとも電流値を含むパラメータを取得するパラメータ取得部11と、パラメータ取得部11で取得されたパラメータに基づいて、太陽電池モジュールMをクラス分けするクラス分け部12と、クラス分け部12によるクラス分けに基づいて、結線パターンを選択する結線パターン選択部と、を備える。クラス分けを行うことによって、各クラスでの結線パターンの最適化を行うことが可能であるため、多数の太陽電池モジュールの結線パターンをまとめて演算する場合に比して、演算の負荷を低減することができる。
【選択図】図1
Description
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る太陽光発電を最適化する演算装置、太陽光発電システム及び太陽光発電を最適化する方法について詳細に説明する。
第2実施形態に係る演算装置、太陽光発電システム及び太陽光発電を最適化する方法について説明する。第2実施形態では、日影の影響による各太陽電池モジュールの電流値のみならず電圧値の変化も考慮している点、各クラスごとの最大出力を考慮して結線パターンを選択する点で、主に第1実施形態と異なっている。図15に示すように、太陽光発電システム200は、演算装置20と、発電装置2と、パワーコンディショナー3と、を備えている。発電装置2の構成は第1実施形態と同様である。パワーコンディショナー3は、クラスの数に応じて複数設けられている。
第3実施形態に係る演算装置、太陽光発電システム及び太陽光発電を最適化する方法について説明する。第3実施形態では、日影の影響による各太陽電池モジュールの電流値のみならず電圧値の変化も考慮している点、擬似モジュールVMを並列接続のみならず直列接続も用いて形成する点で、主に第1実施形態と異なっている。図24に示すように、太陽光発電システム300は、演算装置30と、発電装置2と、パワーコンディショナー3と、を備えている。発電装置2の構成は第1実施形態と同様である。パワーコンディショナー3は、発電装置2に対して一個設けられている。
第4実施形態に係る発明は、図1に示すように、演算装置1を備えた太陽光発電シミュレーションシステム101である。太陽光発電シミュレーションシステム101では、発電装置2は、演算装置1(または別の演算装置)の内部で生成される仮想的に設定された装置である。すなわち、太陽電池モジュールMは、ソフト上で仮想的に設定されるものである。太陽光発電シミュレーションシステム101の演算装置1は、第1の実施形態に係る演算装置1と同様な構成を有し、同様な演算処理を行うことができる。当該太陽光発電シミュレーションシステム101で最適な結線パターンを選択し、実際の太陽光発電システムの太陽電池モジュールを結線する作業に際し、当該最適化された結線パターンを採用することができる。
第5実施形態に係る発明は、図15に示すように、演算装置20を備えた太陽光発電シミュレーションシステム201である。太陽光発電シミュレーションシステム201では、発電装置2は、演算装置20(または別の演算装置)の内部で生成される仮想的に設定された装置である。すなわち、太陽電池モジュールMは、ソフト上で仮想的に設定されるものである。太陽光発電シミュレーションシステム201の演算装置20は、第2の実施形態に係る演算装置20と同様な構成を有し、同様な演算処理を行うことができる。当該太陽光発電シミュレーションシステム201で最適な結線パターンを選択し、実際の太陽光発電システムの太陽電池モジュールを結線する作業に際し、当該最適化された結線パターンを採用することができる。
第6実施形態に係る発明は、図24に示すように、演算装置30を備えた太陽光発電シミュレーションシステム301である。太陽光発電シミュレーションシステム301では、発電装置2は、演算装置30(または別の演算装置)の内部で生成される仮想的に設定された装置である。すなわち、太陽電池モジュールMは、ソフト上で仮想的に設定されるものである。太陽光発電シミュレーションシステム301の演算装置30は、第3の実施形態に係る演算装置30と同様な構成を有し、同様な演算処理を行うことができる。当該太陽光発電シミュレーションシステム301で最適な結線パターンを選択し、実際の太陽光発電システムの太陽電池モジュールを結線する作業に際し、当該最適化された結線パターンを採用することができる。
Claims (17)
- 複数の太陽電池モジュールの結線パターンを演算することによって太陽光発電を最適化する演算装置であって、
ぞれぞれの前記太陽電池モジュールから、少なくとも電流値を含むパラメータを取得するパラメータ取得部と、
前記パラメータ取得部で取得された前記パラメータに基づいて、前記太陽電池モジュールをクラス分けするクラス分け部と、
前記クラス分け部によるクラス分けに基づいて、前記結線パターンを選択する結線パターン選択部と、を備えることを特徴とする太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記クラス分け部は、前記パラメータが近い前記太陽電池モジュール同士を同じクラスに分けることを特徴とする請求項1記載の太陽光発電を最適化する演算装置。
- 前記太陽電池モジュールを直列接続してストリングを形成するストリング形成部を更に備え、
前記クラス分け部は、前記太陽電池モジュールを、少なくとも、第1のクラスと、前記第1のクラスよりパラメータが小さい第2のクラスに分け、
前記ストリング形成部は、前記クラスごとに前記ストリングを形成可能であり、
前記結線パターン選択部は、前記ストリング形成部によって形成された前記ストリングに基づいて、前記結線パターンを選択することを特徴とする請求項2記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記結線パターン選択部は、
前記太陽電池モジュールの結線によって構成されるアレイの最大出力が最大となるように、前記結線パターンを選択することを特徴とする請求項1〜3の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記ストリング形成部は、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールのみを直列接続させた第1のストリングと、
前記第2のクラスに属する前記太陽電池モジュールのみを直列接続させた第2のストリングと、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュール、及び前記第2のクラスに属する前記太陽電池モジュールを接続させた第3のストリングと、を形成可能であり、
前記第3のストリングは、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールの前記パラメータに基づいて、前記第2のクラスに属する複数の前記太陽電池モジュール同士を接続することによって形成される擬似モジュールと、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールと、を直列接続することによって形成されることを特徴とする請求項3記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記ストリング形成部は、少なくとも前記第1のストリングに対して設定された直列数に基づいて、前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールを直列接続し、
前記第3のストリングは、前記直列数に満たない数の前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールを前記擬似モジュールで補うことによって形成されることを特徴とする請求項5記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記結線パターン選択部は、複数設定される直列数に対して、少なくとも前記第1のストリング、前記第2のストリング、及び前記第3のストリングの何れかを並列接続することによって形成される各アレイのうち、
前記アレイの最大出力が最も大きくなるときの直列数に係る結線パターンを選択することを特徴とする請求項6記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記ストリング形成部は、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールを電流値の順番に並べることによって前記第1のストリング及び前記第3のストリングを形成し、
前記第2のクラスに属する前記太陽電池モジュールのうち、前記第3のストリングに用いられないものを、電流値の順番に並べることによって前記第2のストリングを形成することを特徴とする請求項5〜7の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記ストリング形成部は、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールのみを直列接続させた第1のストリングと、
前記第2のクラスに属する前記太陽電池モジュールのみを直列接続させた第2のストリングと、を形成可能であり、
前記第1のストリングによって形成されるアレイの最大出力に基づいて、当該第1のストリングを形成可能であり、
前記第2のストリングによって形成されるアレイの最大出力に基づいて、当該第2のストリングを形成可能であることを特徴とする請求項3記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記ストリング形成部は、
前記第1のクラスに属する前記太陽電池モジュールを電流値の順番に並べることによって前記第1のストリングを形成し、
前記第2のクラスに属する前記太陽電池モジュールを電流値の順番に並べることによって前記第2のストリングを形成することを特徴とする請求項9記載の太陽光発電を最適化する演算装置。 - 前記結線パターン選択部は、同じクラス内の前記太陽電池モジュールが全て直列に接続される結線パターンを選択することを特徴とする請求項1〜4の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置。
- 電流値として、前記太陽電池モジュールの短絡電流、または最大出力動作点における電流値が使用されることを特徴とする請求項1〜11の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置。
- 前記パラメータは、電圧値を更に含むことを特徴とする請求項1〜12の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置。
- 請求項1〜13の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置と、複数の太陽電池モジュールと、を備える太陽光発電システム。
- 前記演算装置は、前記パラメータの取得、クラス分け、及び前記結線パターンの選択を定期的に行うことを特徴とする請求項14記載の太陽光発電システム。
- 請求項1〜13の何れか一項記載の太陽光発電を最適化する演算装置によって、仮想的に設定された複数の太陽電池モジュールの結線パターンを設定する太陽光発電シミュレーションシステム。
- 複数の太陽電池モジュールの結線パターンを演算することによって太陽光発電を最適化する方法であって、
ぞれぞれの前記太陽電池モジュールから、少なくとも電流値を含むパラメータを取得するパラメータ取得ステップと、
前記パラメータ取得ステップで取得された前記パラメータに基づいて、前記太陽電池モジュールをクラス分けするクラス分けステップと、
前記クラス分けステップによるクラス分けに基づいて、前記結線パターンを選択する結線パターン選択ステップと、を備えることを特徴とする太陽光発電を最適化する方法。
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