JP2017060345A - 直列接続された太陽電池の発電動作点制御回路装置 - Google Patents
直列接続された太陽電池の発電動作点制御回路装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】発電動作点制御回路装置は、直列接続された太陽電池ユニットPV1〜PV5の出力端子間の電圧を保持する手段と、陽極側から数えて1番目と2番目の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、太陽電池ユニットの組毎に陽極側と陰極側の端子間の電圧を保持する電圧保持手段を含む第一の電圧保持手段群Uαと、陽極側から数えて2番目と3番目の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、太陽電池ユニットの組毎に陽極側と陰極側の端子間の電圧を保持する電圧保持手段を含む第二の電圧保持手段群Uβとを含む。
【選択図】図3
Description
前記直列接続された太陽電池ユニットの列の陽極側の末端と陰極側の末端とにそれぞれ接続される陽極側出力端子と陰極側出力端子とから成る一対の出力端子と、
前記一対の出力端子間の電圧を保持するための出力電圧保持手段と、
前記一対の出力端子の間にて、直列に接続される前記太陽電池ユニットの各々の電極端子に接続される複数の電極用接続端子と、
前記一対の出力端子の間にて、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+1番目と2k+2番目(kは、前記Nが奇数のとき、0から(N−3)/2までの整数であり、前記Nが偶数のとき、0から(N−2)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+1番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陰極側の電極用接続端子を介して並列に接続されて前記2k+1番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段を含む第一の電圧保持手段群と、
前記一対の出力端子の間にて、前記Nが奇数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−3)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段を含み、前記Nが偶数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−4)/2までの整数)の太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段と、N番目又は1番目の太陽電池ユニットに対して該N番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて該N番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段とを含む第二の電圧保持手段群と、を含む装置によって達成される。
前記一対の出力端子の間にて、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+1番目と2k+2番目(kは、前記Nが奇数のとき、0から(N−3)/2までの整数であり、前記Nが偶数のとき、0から(N−2)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+1番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して、並列に接続されるコンデンサを含み、これらのコンデンサが直列に接続されている第一のコンデンサ群と、
前記第一のコンデンサ群のコンデンサの各々に対して、インダクタを介して並列に接続されて、前記コンデンサに接続された一対の前記電極用接続端子の間を選択的に互いに導通するスイッチング手段を含み、これらのスイッチング手段が直列に接続されている第一のスイッチング手段群と、
前記第一のスイッチング手段群の両端の電圧を前記第一のコンデンサ群の両端間にて直列接続された太陽電池ユニットの発電電圧に保持する第一の可変電圧源と、
前記第一のスイッチング手段群に於いて、複数の前記スイッチング手段が同一の所定の周期にて、それぞれ、互いに異なる時期に、前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、且つ、常に、前記スイッチング手段の一つが対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、その他の前記スイッチング手段が、対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間を導通するよう前記スイッチング手段の導通を制御する第一のスイッチング制御手段と
を含み、
前記第二の電圧保持手段群が、
前記Nが奇数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−3)/2までの整数)の太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されるコンデンサを含み、これらのコンデンサが直列に接続されており、前記Nが偶数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−4)/2までの整数)の太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されるコンデンサと、N番目又は1番目の太陽電池ユニットに対して該N番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されるコンデンサとを含み、これらのコンデンサが直列に接続されている第二のコンデンサ群と、
前記第二のコンデンサ群のコンデンサの各々に対して、インダクタを介して並列に接続されて、前記コンデンサに接続された一対の前記電極用接続端子の間を選択的に互いに導通するスイッチング手段を含み、これらのスイッチング手段が直列に接続されている第二のスイッチング手段群と、
前記第二のスイッチング手段群の両端の電圧を前記第二のコンデンサ群の両端間にて直列接続された太陽電池ユニットの発電電圧に保持する第二の可変電圧源と
前記第二のスイッチング手段群に於いて、複数の前記スイッチング手段が前記同一の所定の周期にてそれぞれ、互いに異なる時期に、前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、且つ、常に、前記スイッチング手段の一つが対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、その他の前記スイッチング手段が、対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間を導通するよう前記スイッチング手段の導通を制御する第二のスイッチング制御手段と
を含むように構成されていてよい。
M…スイッチング素子(MOSFET)
C…コンデンサ
L…インダクタ
S…制御入力
ct…電極用接続端子
(1)従来の発電動作点制御回路装置の回路構成とその原理
既に触れた如く、太陽電池は、一般に、図6の如き発電電圧に対して電流(実線)が変化する特性を有しており、その発電電力(一点鎖線)の変化に於いて、電力が最大となる最大電力点(Pm1、Pm2)が存在する。かかる太陽電池の電流−電圧特性及び電力−電圧特性は、太陽電池の環境条件によって変化し、太陽光の角度の変化や影などによって、受光量が低減すると、例えば、図中、電流Hにて示された特性曲線が、電流Lにて示された特性曲線へと電流が低下する方向へ変化し、従って、電力Hにて示された特性曲線も電力Lにて示された特性曲線へと変化する、といった現象が生ずる。
Vout=V1+V2+…+VN …(1a)
V1=D1・Vout …(1b)
V2=D2・Vout …(1c)
…
VN=DN・Vout …(1d)
即ち、D1+D2+…+DN=1となる。
なお、ここで、Vout、D1〜DNの値は、各素子の許容限界の範囲内で任意に設定可能であることは理解されるべきである。
Vout=V1_pm+V2_pm+…+VN_pm …(2a)
となるように保持し(V1_pm、V2_pm、…VN_pmは、それぞれ、太陽電池セルの最大電力点に於ける発電電圧)、デューティ比D1〜DNを
D1=V1_pm/Vout …(2b)
D2=V2_pm/Vout …(2c)
…
DN=VN_pm/Vout …(2d)
となるように調節すると、全ての太陽電池セルが、それぞれ、最大電力点に於ける発電電圧にて発電することとなり、全ての太陽電池セルの受光量に対応して得られるはずの最大の電力が得られることとなる。
既に述べた如く、直列接続された太陽電池セルから成る太陽電池モジュールによる発電装置又は発電設備を設置する場合、太陽電池モジュールは、通常、図8(A)に模式的に描かれている如く、複数の直列接続される太陽電池セルを帯状に整列した太陽電池ストリングを、その長手方向に対して垂直な方向に沿って、隣接する太陽電池ストリングに対して陽極(図中、「+」が付された端)と陰極(図中、「−」が付された端)との方向が互いに逆向きとなるように配列した状態に構成される。かかる構成の太陽電池モジュールに於いて、上記の発電動作点制御回路装置を適用する際、各太陽電池セルに対して、上記の如き電圧保持手段を接続したとすると、電圧調節回路要素の部品点数が膨大となってしまう。一方、複数の太陽電池セルが一列に並んだ太陽電池ストリングに於いては、通常、受光量のムラが許容される範囲内であると想定される。例えば、太陽電池モジュールを図8(B)に例示されている如き、湾曲した車両の屋根上に配置する場合、太陽光の向きにもよるが、個々の太陽電池ストリング内であれば、各セルの受光量に大きなムラが発生せず、従って、各セルの最大電力点もほぼ一致するものと想定される。従って、図示の如き太陽電池モジュールに発電動作点制御回路装置を適用する場合には、太陽電池ストリングを単位として(太陽電池ユニットとして)、図8(C)に示されている如く、太陽電池ストリング毎に上記の如き電圧保持手段を接続する構成が取られることとなる。
(1)本発明による発電動作点制御回路装置の回路構成とその作動原理
本発明によれば、従来の発電動作点制御回路装置の回路構成とは異なる新規な回路構成を用いた発電動作点制御回路装置が提供され、かかる発電動作点制御回路装置によれば、複数の帯状の太陽電池ストリングを、その長手方向に対して垂直な方向に沿って、隣接する太陽電池ストリングに対して陽極と陰極との方向が互いに逆向きとなるように配列した状態に構成された太陽電池モジュールに対して、装置を適用した場合には、電圧調節回路要素を太陽電池ストリングへ接続する際に、(太陽電池モジュールの端に接続された太陽電池ストリングを除いて、)電圧調節回路要素を接続するためのケーブルを太陽電池ストリングの全長に架渡す必要がなくなり、必要なケーブルの総量を大幅に低減することが可能となる。
N個の太陽電池ストリングPV1〜PVNのうちの、陽極側出力端子ot+から数えて2k+2番目と2k+3番目の互いに直列接続された太陽電池ストリングの組の各々に対して、2k+2番目の太陽電池ストリングの陽極側と2k+3番目の太陽電池ストリングの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて2k+2番目の太陽電池ストリングの陽極側と2k+3番目の太陽電池ストリングの陰極側との間の電圧V2k+2+V2k+3を保持するための電圧保持手段Uβ(k+1)にて構成される第二の電圧保持手段群とを有する。
N個の太陽電池ストリングPV1〜PVNのうちの、陽極側出力端子ot+から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−4)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ストリングの組の各々に対して、2k+2番目の太陽電池ストリングの陽極側と2k+3番目の太陽電池ストリングの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて2k+2番目の太陽電池ストリングの陽極側と2k+3番目の太陽電池ストリングの陰極側との間の電圧V2k+2+V2k+3を保持するための電圧保持手段Uβk+1と、N番目(又は1番目)の太陽電池ストリングPVN(又はPV1)に対して該N番目(又は1番目)の太陽電池ストリングPVN(又はPV1)の陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて該N番目(又は1番目)の太陽電池ストリングPVN(又はPV1)の陽極側と陰極側との間の電圧VN(又はV1)を保持するための電圧保持手段UβN/2(又はUβ0)とにて構成される第二の電圧保持手段群とを有する。
V1=Vout−ΣVβi …(1)
により与えられる。ここで、ΣUβiは、第二の電圧保持手段群の電圧保持手段Uβiの保持電圧の総和である。また、太陽電池ストリングPV2k+1、PV2k+2、PV2K+3(=PV2(k+1)+1)の電圧V2k+1、V2k+2、V2K+3に於いて、下記の漸化式が成立する。
V2k+2=Vα(k+1)−V2k+1 …(2)
V2K+3=Vβ(k+1)−V2k+2 …(3)
従って、太陽電池ストリングPV1〜PVNの各電圧V1〜VNは、式(1)をk=0のときの初期値として、漸化式(2)、(3)を解くことにより、全てが一義的に決定されることとなる。かくして、太陽電池ストリングPV2k+1、PV2k+2の電圧V2k+1、V2k+2は、下記の式にて与えられる。
V2k+1=Vout−ΣVαi−ΣVβj …(4)
V2k+2=ΣVαl+ΣVβj−Vout …(5)
ここで、Σは、総和であり、
iは、1からkまでの整数であり、
lは、1からk+1までの整数であり、
jは、Nが奇数のとき、k+1から(N-1)/2までの整数であり、
Nが偶数のとき、k+1からN/2までの整数である。
なお、式(4)、(5)は、Nが奇数のときも偶数のときも成立する。(制御対象である太陽電池ストリングPV1〜PVNの電圧V1〜VNの個数は、N個であり、制御のための入力変数Vout、Vαi、Vβiの個数は、Nが奇数のとき、1+(N−1)/2+(N−1)/2=N個である。Nが偶数のときは、変数Vout、Vαi、Vβiの数は、1+N/2+N/2=N+1となるが、Vout=ΣVαiとなるので、制御のための入力変数の個数は、N個である。)
N=3のとき(図2(A))は、
V1=Vout−Vβ1
V2=Vα1+Vβ1−Vout
V3=Vout−Vα1
となる。
N=5のとき(図2(B))は、
V1=Vout−Vβ1−Vβ2
V2=Vα1+Vβ2+Vβ1−Vout
V3=Vout−Vβ2−Vα1
V4=Vα2+Vα1+Vβ2−Vout
V5=Vout−Vα1−Vα2
となる。
N=4のとき(図2(C))は、
V1=Vout−Vβ1
V2=Vα1+Vβ1−Vout
V3=Vout−Vβ2−Vα1
V4=Vβ2 (Vout=Vα2+Vα1)
となる。
N=6のとき(図2(D))は、
V1=Vout−Vβ1−Vβ2−Vβ3
V2=Vα1+Vβ1+Vβ2+Vβ3−Vout
V3=Vout−Vα1−Vα2−Vβ2−Vβ3
V4=Vα2+Vα1+Vβ2+Vβ3−Vout
V5=Vout−Vα2+Vα1−Vβ3
V6=Vβ3 (Vout=Vα3+Vα2+Vα1)
となる。
Vout=ΣVMi …(6)
Vα(k+1)=VM2k+2+VM2k+1 …(7)
Vβ(k+1)=VM2K+3+VM2k+2 …(8)
と設定することにより達成されることとなる。電圧VM1〜VMNの値は、任意の手法にて決定可能である。
上記の本発明の構成に於いて、出力端子間の出力電圧Vout、各電圧保持手段Uαi、Uβiの保持電圧Vαi、Vβiは、任意の形式によって付与されるようになっていてよい。出力電圧Voutは、例えば、最大電力点追従(MPPT:Maximum Power Point Tracking)を実行するMPPT制御器等の電圧又は電流制御器によって設定されてよい。保持電圧Vαi、Vβiを保持する各電圧保持手段は、既に述べた如く、太陽電池ユニット又はその組の電圧が保持されるべき電圧となるように接続された太陽電池ユニット又はその組に流通する電流量を調節する手段であり、非特許文献1〜3に於いて例示されている如く、コンデンサ、インダクタ、スイッチング手段(半導体素子)等の電圧調節回路要素による昇圧チョッパ回路にて実現されてもよく、或いは、トランスを用いたDC−DCコンバータを用いて実現されてもよい。
第一の電圧保持手段群側:
Vα1=Dα1・VTα …(9a)
Vα2=Dα2・VTα …(9b)
ここで、VTα=Vα1+Vα2、Dα1+Dα2=1である。
第二の電圧保持手段群側:
Vβ1=Dβ1・VTβ …(9c)
Vβ2=Dβ2・VTβ …(9d)
ここで、VTβ=Vβ1+Vβ2、Dβ1+Dβ2=1である。
従って、各太陽電池ストリングに於いて保持されるべき電圧V1〜V5について、VTα、VTβを、それぞれ、
VTα=V1+V2+V3+V4
VTβ=V2+V3+V4+V5
と設定し、デューティ比Dαi、Dβiを
Dα1=(V1+V2)/(V1+V2+V3+V4)
Dα2=(V3+V4)/(V1+V2+V3+V4)
Dβ1=(V2+V3)/(V2+V3+V4+V5)
Dβ2=(V4+V5)/(V2+V3+V4+V5)
と設定することにより、
Vα1=V1+V2; Vα2=V3+V4;
Vβ1=V2+V3; Vβ2=V4+V5
となり、太陽電池ストリングの組に接続されたコンデンサ、インダクタ、スイッチング素子から成る昇圧チョッパ回路の各々が、それぞれ、可変電圧源の電圧を参照して、対応する太陽電池ストリングの組のための保持電圧Vαi、Vβiを与える電圧保持手段Uαi、Uβiを構成することとなる。そして、各太陽電池ストリングのそれぞれの最大電力点の電圧VM1〜VM5であるときに、Vout、VTα、VTβ、Dα1、Dα2、Dβ1、Dβ2を、それぞれ、下記の如く設定すれば、式(4)、(5)、(9a)〜(9d)により、各太陽電池ストリングに於いて最大電力点の電圧が保持され、これにより、全ての太陽電池ストリングに最大電力点にて発電動作を行わせることができることとなる。
Vout=VM1+VM2+VM3+VM4+VM5
VTα=VM1+VM2+VM3+VM4
VTβ=VM2+VM3+VM4+VM5
Dα1=(VM1+VM2)/(VM1+VM2+VM3+VM4)
Dα2=(VM3+VM4)/(VM1+VM2+VM3+VM4)
Dβ1=(VM2+VM3)/(VM2+VM3+VM4+VM5)
Dβ2=(VM4+VM5)/(VM2+VM3+VM4+VM5)
上記の回路に於いて、Vout、VTα、VTβ、Dα1、Dα2、Dβ1、Dβ2の値の実際の設定に於いては、MPPT制御回路がVout、VTα、VTβ、Dα1、Dα2、Dβ1、Dβ2を変更しながら出力端子間の電圧と電流とをモニターして、発電電力を計測し、最大の電力を与える条件が探索され、使用されることとなる。
図3(A)の回路構成に於いて、可変電圧源Vα、Vβは、それぞれ、対応するスイッチング手段の列の両端に、電圧VTα、VTβを印加して、対応する太陽電池ストリングの列の両端の電圧を保持する構成になっていたが、太陽電池ストリングの列の両端の電圧の保持は、図5に示されている如く、可変電圧源を、直列接続された太陽電池ストリングの列の両端の太陽電池ストリングに対して並列に、スイッチング手段群に対して直列に接続する構成によっても実現可能である(直列印加方式)。図示の例の場合、太陽電池ストリングの列の陽極側の端の太陽電池ストリングPV1に対して可変電圧源Vβが並列接続され、陰極側の端の太陽電池ストリングPV5に対して可変電圧源Vαが並列接続され、ここで、可変電圧源Vαの保持電圧は、太陽電池ストリングPV5に保持させるべき電圧に設定され、可変電圧源Vβの保持電圧は、太陽電池ストリングPV1に保持させるべき電圧に設定される。そうすると、第一のスイッチング手段群Mα1〜2の両端の電圧は、
Vout−V5=V1+V2+V3+V4
に保持され、第二のスイッチング手段群Mβ1〜2の両端の電圧は、
Vout−V1=V2+V3+V4+V5
に保持され、図3(A)の場合と同様となる。
Claims (9)
- N個(Nは、3以上の整数)の太陽電池ユニットが直列接続されてなる太陽電池モジュールのための発電動作点制御回路装置であって、
前記直列接続された太陽電池ユニットの列の陽極側の末端と陰極側の末端とにそれぞれ接続される陽極側出力端子と陰極側出力端子とから成る一対の出力端子と、
前記一対の出力端子間の電圧を保持するための出力電圧保持手段と、
前記一対の出力端子の間にて、直列に接続される前記太陽電池ユニットの各々の電極端子に接続される複数の電極用接続端子と、
前記一対の出力端子の間にて、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+1番目と2k+2番目(kは、前記Nが奇数のとき、0から(N−3)/2までの整数であり、前記Nが偶数のとき、0から(N−2)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+1番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陰極側の電極用接続端子を介して並列に接続されて前記2k+1番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段を含む第一の電圧保持手段群と、
前記一対の出力端子の間にて、前記Nが奇数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−3)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段を含み、前記Nが偶数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−4)/2までの整数)の太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段と、N番目又は1番目の太陽電池ユニットに対して該N番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されて該N番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との間の電圧を保持するための電圧保持手段とを含む第二の電圧保持手段群と、を含む装置。 - 請求項1の装置であって、
前記一対の出力端子の間の出力電圧が前記直列接続されたN個の太陽電池ユニットの各々の最大電力点に於ける電圧の総和となるよう保持され、
前記第一の電圧保持手段群の電圧保持手段の各々の保持電圧が、前記電圧保持手段の各々に並列に接続された対応する前記互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の太陽電池ユニットの各々の最大電力点に於ける電圧の総和となるよう保持され、
前記第二の電圧保持手段群の電圧保持手段の各々の保持電圧が、前記電圧保持手段の各々に並列に接続された対応する前記互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の太陽電池ユニットの各々の最大電力点に於ける電圧の総和又は対応する前記太陽電池ユニットの最大電力点に於ける電圧となるよう保持される装置。 - 請求項1又は2の装置であって、前記太陽電池ユニットが一列に配置されて直列接続された複数の太陽電池セルから成る太陽電池ストリングであり、直列接続されたN個の前記太陽電池ストリングが、該太陽電池ストリングの長手方向に対して垂直な方向に沿って配列され、隣接する太陽電池ストリングの陽極と陰極との方向が互いに逆向きとなっている装置。
- 請求項1乃至3の装置であって、前記N個が4以上の整数であり、
前記第一の電圧保持手段群が、
前記一対の出力端子の間にて、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+1番目と2k+2番目(kは、前記Nが奇数のとき、0から(N−3)/2までの整数であり、前記Nが偶数のとき、0から(N−2)/2までの整数)の互いに直列接続された太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+1番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して、並列に接続されるコンデンサを含み、これらのコンデンサが直列に接続されている第一のコンデンサ群と、
前記第一のコンデンサ群のコンデンサの各々に対して、インダクタを介して並列に接続されて、前記コンデンサに接続された一対の前記電極用接続端子の間を選択的に互いに導通するスイッチング手段を含み、これらのスイッチング手段が直列に接続されている第一のスイッチング手段群と、
前記第一のスイッチング手段群の両端の電圧を前記第一のコンデンサ群の両端間にて直列接続された太陽電池ユニットの発電電圧に保持する第一の可変電圧源と、
前記第一のスイッチング手段群に於いて、複数の前記スイッチング手段が同一の所定の周期にて、それぞれ、互いに異なる時期に、前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、且つ、常に、前記スイッチング手段の一つが対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、その他の前記スイッチング手段が、対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間を導通するよう前記スイッチング手段の導通を制御する第一のスイッチング制御手段と
を含み、
前記第二の電圧保持手段群が、
前記Nが奇数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−3)/2までの整数)の太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されるコンデンサを含み、これらのコンデンサが直列に接続されており、前記Nが偶数のとき、前記N個の太陽電池ユニットのうちの、前記陽極側出力端子から数えて2k+2番目と2k+3番目(kは、0から(N−4)/2までの整数)の太陽電池ユニットの組の各々に対して、前記2k+2番目の太陽電池ユニットの陽極側と前記2k+3番目の太陽電池ユニットの陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されるコンデンサと、N番目又は1番目の太陽電池ユニットに対して該N番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続されるコンデンサとを含み、これらのコンデンサが直列に接続されている第二のコンデンサ群と、
前記第二のコンデンサ群のコンデンサの各々に対して、インダクタを介して並列に接続されて、前記コンデンサに接続された一対の前記電極用接続端子の間を選択的に互いに導通するスイッチング手段を含み、これらのスイッチング手段が直列に接続されている第二のスイッチング手段群と、
前記第二のスイッチング手段群の両端の電圧を前記第二のコンデンサ群の両端間にて直列接続された太陽電池ユニットの発電電圧に保持する第二の可変電圧源と
前記第二のスイッチング手段群に於いて、複数の前記スイッチング手段が前記同一の所定の周期にてそれぞれ、互いに異なる時期に、前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、且つ、常に、前記スイッチング手段の一つが対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断し、その他の前記スイッチング手段が、対応する前記接続された一対の電極用接続端子の間を導通するよう前記スイッチング手段の導通を制御する第二のスイッチング制御手段と
を含む装置。 - 請求項4の装置であって、
前記第一のスイッチング手段群に於ける前記スイッチング手段の各々の前記所定の周期に対する前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断する時間幅の比が、前記第一の可変電圧源による保持電圧に対する前記スイッチング手段の各々の対応する前記太陽電池ユニットの組の発電電圧の総和の比となるように制御され
前記第二のスイッチング手段群に於ける前記スイッチング手段の各々の前記所定の周期に対する前記接続された一対の電極用接続端子の間の導通を遮断する時間幅の比が、前記第二の可変電圧源による保持電圧に対する前記スイッチング手段の各々の対応する前記太陽電池ユニットの組の発電電圧の総和の比となるように制御される装置。 - 請求項4又は5の装置であって、前記Nが奇数であるとき、前記第一の可変電圧源が前記第一のスイッチング手段群の両端に並列に接続されて、前記第一のスイッチング手段群の両端間に対して並列接続された太陽電池ユニットの発電電圧の総和に等しい電圧を前記第一のスイッチング手段群の両端間に印加する可変電圧源であり、前記第二の可変電圧源が前記第二のスイッチング手段群の両端に並列に接続されて、前記第二のスイッチング手段群の両端間に対して並列接続された太陽電池ユニットの発電電圧の総和に等しい電圧を前記第二のスイッチング手段群の両端間に印加する可変電圧源である装置。
- 請求項4又は5の装置であって、前記Nが偶数であるとき、前記第一の可変電圧源が前記出力電圧保持手段であり、前記N個の太陽電池ユニットの発電電圧の総和に等しい電圧を印加する可変電圧源であり、前記第二の可変電圧源が前記第二のスイッチング手段群の両端に並列に接続されて、前記第二のスイッチング手段群の両端間に対して並列接続された太陽電池ユニットの発電電圧の総和に等しい電圧を前記第二のスイッチング手段群の両端間に印加する可変電圧源である装置。
- 請求項4又は5の装置であって、前記Nが奇数であるとき、前記第一の可変電圧源が前記陽極側出力端子から数えてN番目又は1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続され、前記N番目又は1番目の太陽電池ユニットの発電電圧と等しい電圧を印加する可変電圧源であり、前記第二の可変電圧源が前記陽極側出力端子から数えて1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続され、前記1番目の太陽電池ユニットの発電電圧と等しい電圧を印加する可変電圧源である装置。
- 請求項4又は5の装置であって、前記Nが偶数であるとき、前記第一の可変電圧源が前記出力電圧保持手段であり、前記N個の太陽電池ユニットの発電電圧の総和に等しい電圧を印加する可変電圧源であり、前記第二の可変電圧源が前記陽極側出力端子から数えて1番目の太陽電池ユニットの陽極側と陰極側との電極用接続端子を介して並列に接続され、前記1番目の太陽電池ユニットの発電電圧と等しい電圧を印加する可変電圧源である装置。
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