JP2015512080A - 光起電装置のシステムレベル電力点制御のためのシステム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
システムレベルでMPPT機能を実行することは、専用のMPPT回路及び対応する電力損失を備える追加の電力変換の必要性を除外し得る。したがって、システムレベルでMPPT機能を実行することは、コストの低減及びより信頼性の高いシステムをもたらし得る。(例えば、食品の冷蔵、一貫した日中の照明負荷を備えた建物、データセンター等のための)PV電力が発生されている時間の大部分の間、DC負荷が利用可能な全てのDCPV電力を使用するのに十分な大きさであるシステムにおいて、MPPT機能を含むインバータは、図3cに示されるように、システムから完全に除外され得る。インバータが除外された状態では、MPPT機能は、最大PV電力を得るために実行される必要があり得、システムレベルMPPTは、この目的を達成するために経済的な代替手段を提供する。単純な例として、システムレベルMPPTは、PV装置と並列に接続されるDC電力供給装置の電圧を動的に調整することによって実行され得る。DC負荷は、DC電力供給装置とPV装置との並列の組み合わせに接続され得る。DC電力供給装置の電圧は、PV装置がPV装置のMPPで又はこの近くでDC負荷に電力を寄与することができるように、動的に調整され得る。DC負荷は、同様に、MPP電圧に対応する広い動的DCバス電圧範囲に渡って作動するように設計され得る。この例は、DC負荷により消費される電力がPV出力電力よりも通常高い(DC電力供給装置がDC負荷により必要とされる電力のバランスに寄与する)ときに意味を成し、且つこの例は、二つのDC源間の逆給電を防止するためにPV装置及び/又はDC電力供給源に分離ダイオードを必要とし得る。DCマイクログリッド300は、この状況に特に適切であり得、DCマイクログリッド300は、図3cに示されるように、PVアレイと電力系統との間にインバータを含まない。
用語:
MPPT=最大電力点追尾
MPT=最大電力点
AC=交流電流
DC=直流電流
PV=光起電(太陽電機)
PV装置は、例えばPVセル、PVモジュール、PVモジュールストリング、又はPVアレイ全体を含み得る
EV=電気自動車
ストレージは、バッテリ、フライホイール、熱媒体(例えば、温水)、又は後で用いるためにエネルギーを蓄積する他の方法の形態をとり得る。
DC負荷は、通常DC電力を使用するDC入力を備える任意の装置を含み得る。そのようなDC負荷は、同様に特定の状況下で電力を発生し得る(例えば、モータ、ストレージ、EV充電、照明等)。
DC源は、DC電力を発生させることができる任意の装置を含み得る(例えば、PV装置、AC−DC電力供給装置、燃料電池、熱電気併給(CHP)装置等)。
インバータは、AC装置による使用のため、又は電力系統に電力をフィードバックするためにDCをACに変換する任意の装置を含み得る。
DC電力供給装置は、(通常は電力系統からの)ACをDC負荷による使用のためのDCへ変換する任意の装置を含み得る。
DCオプティマイザは、MPPT機能を同様に実行し且つ典型的には出力電圧をより一定の範囲に規制し得るDC−DCコンバータを含み得る。
HVAC=冷暖房空調設備
Claims (20)
- 光起電システムを制御する方法であって、
可変DC電力出力及び可変DC電流出力を有する光起電装置を提供するステップであって、前記光起電装置は最大電力点に対応する電圧出力レベルと電流出力レベルとの組み合わせを有する、ステップと、
前記光起電装置と並列又は直列接続でDC電力供給装置を接続するステップと、
DC負荷を前記DC電力供給装置と前記光起電装置との組み合わせに接続し、前記DC負荷が該組み合わせにより電力供給されるステップと、
前記光起電装置の前記電圧出力と前記電流出力が前記最大電力点に対応する前記電圧出力レベルと前記電流出力レベルに実質的に一致するように前記DC電力供給装置の特性を調整するステップと、を有する、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、
前記DC負荷は、インバータに電気的に結合される、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、
前記DC負荷は、インバータに電気的に結合されない、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、
前記DC負荷は、可変であり且つ制御可能である、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、さらに、
前記光起電装置に直列接続で分離ダイオードを接続するステップを有する、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、さらに、
前記DC電力供給装置に直列接続で分離ダイオードを接続するステップを有する、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、
前記DC電力供給装置の前記特性は、前記DC電力供給装置の電力出力、電流出力、及び/又は電圧出力を含む、方法。 - 請求項1に記載された方法であって、
前記DC負荷は、HVACシステム、照明システム、冷却システム、データセンター、電気自動車充電システム、換気システム、及び/又はモータを含む、方法。 - 光起電システムであって、
可変DC電圧出力及び可変DC電流出力を有する光起電装置であって、前記光起電装置は、最大電力点に対応する電圧出力レベルと電流出力レベルとの組み合わせを有する、光起電装置と、
前記光起電装置と並列又は直列接続で接続されるDC電力供給装置と、
前記DC供給装置と前記光起電装置との組み合わせに接続され、該組み合わせにより電力供給されるように構成される、DC負荷と、を有し、
前記DC電力供給装置は、前記光起電装置の前記電圧出力と前記電流出力とが前記DC電力供給装置の出力の調整に応じて調整可能であるように、調整可能な出力を有し、
前記光起電システムはさらに、
前記DC電力供給装置に結合され、且つ前記光起電装置の前記電圧出力及び前記電流出力が前記最大電力点に対応する前記電圧出力レベル及び前記電流出力レベルと実質的に一致するように前記DC電力供給装置の前記出力を自動的に調整するように構成される制御装置を有する、光起電システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、
前記DC負荷は、インバータに電気的に結合される、システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、
前記DC負荷は、インバータに電気的に結合されない、システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、
前記DC負荷は、可変であり且つ制御可能である、システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、さらに、
前記光起電装置に直列接続で接続される分離ダイオードを有する、システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、さらに、
前記DC電力供給装置に直列接続で接続される分離ダイオードを有する、システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、
前記DC電力供給装置の前記出力は、前記DC電力供給装置の電力出力、電流出力、及び/又は電圧出力を含む、システム。 - 請求項9に記載されたシステムであって、
前記DC負荷は、HVACシステム、照明システム、冷却システム、データセンター、電気自動車充電システム、換気システム、及び/又はモータを含む、システム。 - 光起電システムを制御する方法であって、
可変DC電力出力及び可変DC電流出力を有する光起電装置を提供するステップであって、前記光起電装置は最大電力点に対応する電圧出力レベルと電流出力レベルとの組み合わせを有する、ステップと、
前記光起電装置の出力にDC−ACインバータを接続するステップと、
DC負荷を前記光起電装置の前記出力に接続するステップと、
前記光起電装置の前記電圧出力と前記電流出力が前記最大電力点に対応する前記電圧出力レベルと前記電流出力レベルに実質的に一致するように前記DC−ACインバータの電流引き込みを調整するステップと、を有する、方法。 - 請求項17に記載された方法であって、
前記DC負荷は、可変であり且つ制御可能である、方法。 - 請求項17に記載された方法であって、さらに、
前記光起電装置に直列接続で分離ダイオードを接続するステップを有する、方法。 - 請求項17に記載された方法であって、
前記DC負荷は、HVACシステム、照明システム、冷却システム、データセンター、電気自動車充電システム、換気システム、及び/又はモータを含む、方法。
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