JP2017169443A - 太陽光モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は太陽光モジュールに関する。【解決手段】本発明の実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、コンバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する。これによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる。【選択図】図5

Description

本発明は、太陽光モジュールに関し、より詳細には、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる太陽光モジュールに関する。
近年、石油や石炭のような既存エネルギー資源の枯渇が予想されながら、これらに代わる代替エネルギーへの関心が高まっている。その中でも太陽電池は、半導体素子を用いて太陽光エネルギーを電気エネルギーに直接変換させる次世代電池として脚光を浴びている。
一方、太陽光モジュールは、太陽光発電のための太陽電池が直列あるいは並列に接続された状態を意味する。
本発明の目的は、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる太陽光モジュールを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の一実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部を備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、第1導電性ライン及び第2導電性ラインのうち少なくとも1つに対するバイパス(bypass)なしに、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する。
上記目的を達成するための本発明の他の実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、コンバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する。
上記目的を達成するための本発明の更に他の実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、レベル変換された直流電源を交流電源に変換して出力するインバータ部と、コンバータ部及びインバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する。
本発明の一実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部を備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、第1導電性ライン及び第2導電性ラインのうち少なくとも1つに対するバイパス(bypass)なしに、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給することによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる。
一方、太陽光モジュールは、入力電圧検出部で検出された入力電圧の電圧変化率が所定値以上である場合、第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給するように制御することによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる。
一方、太陽光モジュールは、陰影が発生する場合、陰影が発生した太陽電池モジュールから供給される直流電圧区間に対して、最大電力地点を算出し、算出された複数の最大電力地点のうち最大値を最大電力地点として決定し、最大電力地点に対応する第2電流を供給することによって、陰影の発生時に対応する最大電力の出力が可能となる。
一方、太陽光モジュールは、複数の太陽電池のうちの一部が一列に連結されて形成された太陽電池ストリングの端部に接続されたバスリボンを含み、第1導電性ライン及び第2導電性ラインは、バスリボンが接続されていない太陽電池ストリングの端部にそれぞれ接続され、太陽電池モジュールに形成された開口部を通って太陽電池モジュールの背面に延び、太陽電池モジュールの背面に配置されるキャパシタ部の両端に接続されることによって、バイパスダイオードなしに、陰影の発生にも対応可能な太陽光モジュールを具現できるようになる。したがって、製造コストの低減が可能となる。
本発明の他の実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、コンバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給することによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる。
本発明の更に他の実施例に係る太陽光モジュールは、複数の太陽電池と、太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュール、及び太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスを含み、ジャンクションボックスは、第1導電性ラインと第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、レベル変換された直流電源を交流電源に変換して出力するインバータ部と、コンバータ部及びインバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、電力変換部は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給することによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる。
従来の太陽光モジュールを示した図である。 従来の太陽光モジュールを示した図である。 本発明の実施例に係る太陽光モジュールの正面図である。 図3の太陽光モジュールの背面図である。 図3の太陽光モジュール内の電力変換部の一例を示した図である。 図3の太陽光モジュール内の電力変換部の他の例を示した図である。 図3の太陽光モジュール内の電力変換部の更に他の例を示した図である。 図3の太陽電池モジュールの分解斜視図である。 図3の太陽電池モジュールにおいて陰影がない場合を例示する図である。 図3の太陽電池モジュールにおいて陰影が発生した場合を例示する図である。 本発明の実施例に係る太陽光モジュールの動作方法を示したフローチャートである。 図11の制御方法の説明に参照される図である。 図11の制御方法の説明に参照される図である。 図11の制御方法の説明に参照される図である。 図11の制御方法の説明に参照される図である。 図11の制御方法の説明に参照される図である。
以下では、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。
以下の説明で使用される構成要素に対する接尾辞、「モジュール」及び「部」は、単に本明細書の作成の容易さのみを考慮して付与するもので、それ自体で特に重要な意味又は役割を付与するものではない。したがって、前記「モジュール」及び「部」は互いに混用して使用してもよい。
図1及び図2は、従来の太陽光モジュールを示した図である。
図面を参照すると、図1及び図2の太陽光モジュール70は、複数の太陽電池を備える太陽電池モジュール30、4つの太陽電池ストリングにそれぞれ接続する4つの導電性ライン35a〜35d、4つの導電性ライン35a〜35dの間にそれぞれ接続されるバイパスダイオード素子Da,Db,Dc、コンバータ53、及びインバータ54を備えることができる。
太陽電池モジュール30内の複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生する場合、バイパスダイオード素子Da,Db,Dcのうち少なくとも一部のターンオンによって、ホットスポット(hot spot)が発生しなくなる。
すなわち、4つの導電性ライン35a〜35dのうち少なくとも一部でバイパス(bypass)が行われ、一部の導電性ラインからの直流電源が供給されなくなる。
一方、図1及び図2に示したような太陽光モジュール70の場合、一部の太陽電池に陰影が発生しても、当該ストリングに接続されるバイパスダイオードのターンオンによって、当該ストリングの直流電源を全て供給できなくなるため、発電する電力に比べて、供給される電力が著しく低下する。
また、バイパスダイオードの使用により製造コストなどが追加され、バイパスダイオードの故障による、太陽光モジュール70を交換しなければならないという煩わしさがある。
これによって、本発明では、バイパスダイオードを備えなくても、陰影の発生時、ホットスポットが発生しないようにする太陽光モジュールに対して提案する。これについては、図3以下を参照して記述する。
図3は、本発明の実施例に係る太陽光モジュールの正面図であり、図4は、図3の太陽光モジュールの背面図である。
図面を参照すると、本発明の実施例に係る太陽光モジュール50は、太陽電池モジュール100、及び太陽電池モジュール100の背面に位置するジャンクションボックス200を含むことができる。
ジャンクションボックス200内には、太陽電池モジュール100から供給される直流電源を変換するための電力変換部(図5の500a、図6の500b、図7の500c)を備えることができる。
太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池SLC1,...SLCnと、太陽電池のうち第1太陽電池SLC1に接続される第1導電性ライン135aと、太陽電池のうち第2太陽電池SLCnに接続される第2導電性ライン135dとを備えることができる。
複数の太陽電池SLC1,...SLCnは、直列又は直並列の混合で接続されてもよい。図面では、60個の太陽電池が互いに直列接続される場合を例示する。
一方、互いに直列接続される複数の太陽電池SLC1,...SLCnのうち、1番目の太陽電池SLC1には第1導電性ライン135aが接続され、最後の太陽電池SLCnには第2導電性ライン135dが接続されてもよい。
第1導電性ライン135a及び第2導電性ライン135dは、太陽電池モジュールの前面から背面へ開口を通って延びることができ、後述する電力変換部(図5の500a、図6の500b、図7の500c)内のキャパシタ部520の両端に直接接続され得る。
このような構造によれば、第1導電性ライン135a及び第2導電性ライン135dと、キャパシタ部520との間にバイパスダイオードが備えられず、これによって、製造コストを低減することができる効果がある。
一方、図1及び図2に示したように、バイパスダイオードが備えられる太陽光モジュールの場合、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生しても、バイパスダイオードのターンオンによって、ホットスポット(hot spot)が発生しなくなる。
一方、本発明のように、太陽光モジュールにバイパスダイオードが備えられていない状態で、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生する場合、ホットスポット(hot spot)が発生し得る。
このような点を解決するために、本発明では、電力変換部(図5の500a、図6の500b、図7の500c)が、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給するようにする。
すなわち、電力変換部(図5の500a、図6の500b、図7の500c)は、陰影の発生を感知する場合、陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給することによって、陰影領域付近で温度が上昇する現象であるホットスポットの発生可能性を低減させることができるようになる。したがって、安定に太陽光モジュール50を駆動できるようになる。
このような方式については、図5以下を参照してより詳細に記述する。
一方、図面では、太陽電池モジュール100の前面に、10個の太陽電池が一つのストリングとなり、計6個のストリング140a,140b,140c,140d,140e,140fが形成される場合を例示する。
一方、太陽電池SLC1,...SLCn全体が互いに直列接続されるようにするために、ストリングとストリングとの間にバスリボンが接続されてもよい。
図面では、太陽電池モジュール100の下端に、第1ストリング140aと第2ストリング140bとの間に接続される第1バスリボン145a、第3ストリング140cと第4ストリング140dとの間に接続される第3バスリボン145c、及び第5ストリング140eと第6ストリング140fとの間に接続される第5バスリボン145eを例示する。
また、図面では、太陽電池モジュール100の上端に、第2ストリング140bと第3ストリング140cとの間に接続される第2バスリボン145b、及び第4ストリング140dと第5ストリング140eとの間に接続される第4バスリボン145cを例示する。
すなわち、第1ストリング〜第6ストリング140a〜140fのうち第1ストリング140aの上端部及び第6ストリング140fの上端部を除いた、各ストリングの上端部及び下端部には、図示のようにバスリボン145a〜145fが接続されてもよい。
一方、第1導電性ライン135a及び第2導電性ライン135dは、バスリボン145a〜145fが接続されていない太陽電池ストリングの端部である、第1ストリング140aの上端部及び第6ストリング140fの上端部にそれぞれ接続され、太陽電池モジュール100に形成された開口部を通って太陽電池モジュール100の背面に延び、太陽電池モジュールの背面に配置されるキャパシタ部520の両端に接続されてもよい。
図5は、図3の太陽光モジュール内の電力変換部の一例を示した図である。
図面を参照すると、図5の電力変換部500aは、キャパシタ部520、コンバータ部530、インバータ部540を備えることができる。このような電力変換部500aをマイクロインバータ(micro inverter)と呼ぶこともできる。
一方、図5の電力変換部500aは、キャパシタC1、入力電流感知部A、入力電圧感知部B、コンバータ出力電流検出部C、コンバータ出力電圧検出部D、インバータ出力電流検出部E、及びインバータ出力電圧検出部Fをさらに備えることができる。
一方、図5の電力変換部500aは、バイパスダイオードを備えないことを特徴とする。
一方、図5の電力変換部500aにおいてキャパシタ部520、入力電流感知部A、及び入力電圧感知部Bが、図4のジャンクションボックス200内に備えられてもよい。
その他に、電力変換部500a内のコンバータ部530、インバータ部540、コンバータ出力電流検出部C、コンバータ出力電圧検出部D、インバータ出力電流検出部E、インバータ出力電圧検出部Fなどは、別途の第2ジャンクションボックス(図示せず)などに備えられてもよい。
これによって、図5に基づいた太陽光モジュール50は、太陽電池モジュール100と、キャパシタ部520、入力電流感知部A及び入力電圧感知部Bのみを備える電力変換部500aとを備えることができる。
キャパシタ部520は、太陽電池モジュールからの直流電源を格納することができる。
特に、キャパシタ部520の両端に、上述したように、第1導電性ライン135aと第2導電性ライン135dが接続されてもよい。
一方、図面では、キャパシタ部520が互いに並列接続される複数のキャパシタCa,Cb,Ccを備える場合を例示するが、これとは異なり、複数のキャパシタが、直並列混合で接続されるか、または直列に接地端に接続されることも可能である。または、キャパシタ部520が1つのキャパシタのみを備えることも可能である。
コンバータ部530は、キャパシタ部520に格納された直流電源を用いて、電力変換を行うことができる。すなわち、コンバータ部530は、直流電源のレベルを可変するdc/dcコンバータを備えることができる。
そのために、コンバータ部530は、タップインダクタコンバータ、フライバックコンバータ、またはバックブーストコンバータなどを備えることができ、これらの組み合わせによるインターリービングコンバータを備えることもできる。
図面では、コンバータ部530がタップインダクタコンバータを備える場合を例示する。
図面に示されているコンバータ部530、すなわち、タップインダクタコンバータは、タップインダクタT、タップインダクタTと接地端との間に接続されるスイッチング素子S1、及びタップインダクタの出力端に接続されて一方向導通を行うダイオードD1を含むことができる。
一方、ダイオードD1の出力端、すなわち、カソード(cathod)と接地端との間に、dc端キャパシタC1が接続されてもよい。
具体的に、スイッチング素子S1は、タップインダクタTのタップと接地端との間に接続可能である。そして、タップインダクタTの出力端(2次側)はダイオードD1のアノード(anode)に接続され、ダイオードD1のカソード(cathode)と接地端との間にdc端キャパシタC1が接続されてもよい。
一方、タップインダクタTの1次側と2次側は反対の極性を有する。一方、タップインダクタTは、スイッチングトランスフォーマ(transformer)と呼ぶこともできる。
一方、コンバータ部530内のスイッチング素子S1は、制御部550からのコンバータスイッチング制御信号に基づいて、ターンオン/オフ動作を行うことができる。これによって、レベル変換された直流電源が出力され得る。
インバータ部540は、コンバータ部530で変換された直流電源を交流電源に変換することができる。
図面では、フルブリッジインバータ(full−bridge inverter)を例示する。すなわち、それぞれ互いに直列接続される上アームスイッチング素子(Sa,Sb)及び下アームスイッチング素子(S’a,S’b)が一対となし、計2対の上、下アームスイッチング素子が互いに並列(Sa&S’a,Sb&S’b)に接続される。各スイッチング素子(Sa,S’a,Sb,S’b)にはダイオードが逆並列に接続されてもよい。
インバータ部540内のスイッチング素子(Sa,S’a,Sb,S’b)は、制御部550からのインバータスイッチング制御信号に基づいて、ターンオン/オフ動作を行うことができる。これによって、所定の周波数を有する交流電源が出力され得る。好ましくは、グリッド(grid)の交流周波数と同じ周波数(約60Hz又は50Hz)を有することが好ましい。
一方、キャパシタC1は、コンバータ部530とインバータ部540との間に配置されてもよい。
キャパシタC1は、コンバータ部530のレベル変換された直流電源を格納することができる。一方、キャパシタC1の両端をdc端と呼ぶことができ、これによって、キャパシタC1は、dc端キャパシタと呼ぶこともできる。
一方、入力電流感知部Aは、太陽電池モジュール100からキャパシタ部520に供給される入力電流ic1を感知することができる。
一方、入力電圧感知部Bは、太陽電池モジュール100からキャパシタ部520に供給される入力電圧Vc1を感知することができる。ここで、入力電圧Vc1は、キャパシタ部520の両端に格納された電圧と同一であってもよい。
感知された入力電流ic1及び入力電圧Vc1は制御部550に入力され得る。
一方、コンバータ出力電流検出部Cは、コンバータ部530から出力される出力電流ic2、すなわち、dc端電流を感知し、コンバータ出力電圧検出部Dは、コンバータ部530から出力される出力電圧vc2、すなわち、dc端電圧を感知する。感知された出力電流ic2及び出力電圧vc2は制御部550に入力され得る。
一方、インバータ出力電流検出部Eは、インバータ部540から出力される電流ic3を感知し、インバータ出力電圧検出部Fは、インバータ部540から出力される電圧vc3を感知する。検出された電流ic3及び電圧vc3は制御部550に入力される。
一方、制御部550は、コンバータ部530のスイッチング素子S1を制御する制御信号を出力することができる。特に、制御部550は、検出された入力電流ic1、入力電圧Vc1、出力電流ic2、出力電圧vc2、出力電流ic3、または出力電圧vc3のうち少なくとも1つに基づいて、コンバータ部530内のスイッチング素子S1のターンオンタイミング信号を出力することができる。
一方、制御部550は、インバータ部540の各スイッチング素子(Sa,S’a,Sb,S’b)を制御するインバータ制御信号を出力することができる。特に、制御部550は、検出された入力電流ic1、入力電圧Vc1、出力電流ic2、出力電圧vc2、出力電流ic3、または出力電圧vc3のうち少なくとも1つに基づいて、インバータ部540の各スイッチング素子(Sa,S’a,Sb,S’b)のターンオンタイミング信号を出力することができる。
一方、制御部550は、太陽電池モジュール100に対する最大電力地点を演算し、それによって、最大電力に該当する直流電源を出力するようにコンバータ部530を制御することができる。
一方、本発明の実施例に関連して、制御部550は、入力電流検出部Aで検出された入力電流ic1、または入力電圧検出部Bで検出された入力電圧Vc1に基づいて、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生したか否かを判断し、陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流Impp1よりもレベルが小さい第2電流Impp2を供給するように制御することができる。これによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくてもホットスポットの発生可能性を低減させることができる。
一方、制御部550は、陰影が発生した場合、陰影の発生前に太陽電池に流れる第1電流Impp1よりもレベルが小さい第2電流Impp2が太陽電池または太陽電池モジュール100に流れるように制御することができる。
一方、制御部550は、太陽電池モジュール100内にホットスポットが発生しないように制御することができる。すなわち、上述したように、制御部550は、陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流Impp1よりもレベルが小さい第2電流Impp2を供給するように制御することができる。
一方、制御部550は、入力電圧検出部Bで検出された入力電圧Vc1の電圧変化率が所定値以上である場合、陰影が発生したものと判断し、太陽電池モジュール100内にホットスポットが発生しないように、第1電流Impp1よりもレベルが小さい第2電流Impp2を供給するように制御することができる。
一方、制御部550は、太陽電池モジュール100で陰影が発生する場合、陰影が発生した太陽電池モジュール100から供給される直流電圧区間に対して、最大電力地点を算出し、算出された複数の最大電力地点のうち最大値を最大電力地点として決定し、最大電力地点に対応する第2電圧Vmpp2を供給するように制御することができる。
一方、制御部550は、陰影が発生する場合、陰影が発生した太陽電池モジュール100から供給可能な直流電圧区間での電圧対比電力曲線の変曲点を演算し、演算された変曲点を最大電力地点mpp2として決定することができる。そして、最大電力地点mpp2に対応して、太陽電池モジュール100で第2電圧Vmpp2を供給するように制御することができる。
図6は、図3の太陽光モジュール内の電力変換部の他の例を示した図である。
図6の電力変換部500bは、図5の電力変換部500aとほぼ同様であるが、図5とは異なり、インバータ部540、キャパシタC1、インバータ出力電流検出部E、及びインバータ出力電圧検出部Fを備えていない点が異なる。
すなわち、図6の電力変換部500bは、キャパシタ部520、コンバータ部530、入力電流感知部A、入力電圧感知部B、コンバータ出力電流検出部C、及びコンバータ出力電圧検出部Dを備えることができる。
一方、ジャンクションボックス200内に電力変換部500bを全て備えることができる。
これによって、図6に基づいた太陽光モジュール50は、太陽電池モジュール100と、キャパシタ部520、コンバータ部530、入力電流感知部A、入力電圧感知部B、コンバータ出力電流検出部C及びコンバータ出力電圧検出部Dを備える電力変換部500bとを備えることができる。
図7は、図3の太陽光モジュール内の電力変換部の他の例を示した図である。
図7の電力変換部500cは、図6の電力変換部500bとほぼ同様であるが、図6とは異なり、インバータ部540、キャパシタC1、インバータ出力電流検出部E、及びインバータ出力電圧検出部Fをさらに備えている点が異なる。
すなわち、図7の電力変換部500cは、キャパシタ部520、コンバータ部530、インバータ部540、キャパシタC1、入力電流感知部A、入力電圧感知部B、コンバータ出力電流検出部C、コンバータ出力電圧検出部D、インバータ出力電流検出部E、及びインバータ出力電圧検出部Fを備えることができる。
一方、ジャンクションボックス200内に電力変換部500cを全て備えることができる。
これによって、図7に基づいた太陽光モジュール50は、太陽電池モジュール100と、キャパシタ部520、コンバータ部530、インバータ部540、キャパシタC1、入力電流感知部A、入力電圧感知部B、コンバータ出力電流検出部C、コンバータ出力電圧検出部D、インバータ出力電流検出部E及びインバータ出力電圧検出部Fを備える電力変換部500cとを備えることができる。
一方、図7に基づいた太陽光モジュール50は、太陽電池モジュール100及びジャンクションボックス200を介して直ちに交流電源を出力できるので、これを一体型太陽光モジュール又は太陽光ACモジュールと呼ぶこともできる。
図8は、図3の太陽電池モジュールの分解斜視図である。
図8を参照すると、図3の太陽電池モジュール100は、複数の太陽電池130を含むことができる。その他に、複数の太陽電池130の下面と上面にそれぞれ位置する第1密封材120及び第2密封材150、第1密封材120の下面に位置する後面基板110、及び第2密封材150の上面に位置する前面基板160をさらに含むことができる。
まず、太陽電池130は、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する半導体素子であって、シリコン太陽電池(silicon solar cell)、化合物半導体太陽電池(compound semiconductor solar cell)、積層型太陽電池(tandem solar cell)、染料感応型またはCdTe、CIGS型太陽電池などであってもよい。
太陽電池130は、太陽光が入射する受光面、及び受光面の反対側である裏面を有する。例えば、太陽電池130は、第1導電型のシリコン基板と、シリコン基板上に形成され、第1導電型と反対の導電型を有する第2導電型半導体層と、第2導電型半導体層の一部の面を露出させる少なくとも1つ以上の開口部を含み、第2導電型半導体層上に形成される反射防止膜と、少なくとも1つ以上の開口部を介して露出された第2導電型半導体層の一部の面に接触する前面電極と、前記シリコン基板の後面に形成された後面電極とを含むことができる。
各太陽電池130は、電気的に直列、並列または直並列に接続されてもよい。具体的に、複数の太陽電池130は、リボン133によって電気的に接続されてもよい。リボン133は、太陽電池130の受光面上に形成された前面電極と、隣接する他の太陽電池130の裏面上に形成された後面電極とに接合可能である。
図面では、リボン133が2列に形成され、このリボン133によって、太陽電池130が一列に連結されて、太陽電池ストリング140が形成される場合を例示する。
これによって、図3で説明したように、6個のストリング140a,140b,140c,140d,140e,140fが形成され、各ストリングは10個の太陽電池を備えることができる。
後面基板110は、バックシートであって、防水、絶縁及び紫外線遮断機能を果たし、TPT(Tedlar/PET/Tedlar)タイプであってもよいが、これに限定するものではない。また、図8では、後面基板110が矩形状に図示されているが、太陽電池モジュール100が設置される環境に応じて、円形、半円形などの様々な形状に製造することができる。
一方、後面基板110上には、第1密封材120が後面基板110と同じ大きさで付着されて形成されてもよく、第1密封材120上には、複数の太陽電池130が数個の列をなすように互いに隣接して位置することができる。
第2密封材150は、太陽電池130上に位置し、第1密封材120とラミネーション(Lamination)によって接合することができる。
ここで、第1密封材120及び第2密封材150は、太陽電池の各要素が化学的に結合できるようにする。このような第1密封材120及び第2密封材150は、エチレン酢酸ビニル樹脂(Ethylene Vinyl Acetate;EVA)フィルムなどの様々な例が可能である。
一方、前面基板160は、太陽光を透過するように第2密封材150上に位置し、外部の衝撃などから太陽電池130を保護するために強化ガラスであることが好ましい。また、太陽光の反射を防止し、太陽光の透過率を高めるために、鉄分が少なく含有された低鉄分強化ガラスであることがより好ましい。
図9は、図3の太陽電池モジュールにおいて陰影がない場合を例示する図である。
図面を参照して説明すると、6個の太陽電池ストリング140a,140b,140c,140d,140e,140fのうち第1太陽電池ストリング140aの上端に第1導電性ライン135aが接続され、第6太陽電池ストリング140fの上端に第2導電性ライン135dが接続される。
一方、陰影がない正常な太陽電池で約0.5Vの電圧が発生する場合、60個の太陽電池で約30V(=0.5V*60)の直流電源が生成され得る。このとき、各太陽電池で流れる電流は、約9Aであり得る。
図10は、図3の太陽電池モジュールにおいて陰影が発生した場合を例示する図である。
図面を参照すると、太陽電池モジュール100内の6個の太陽電池ストリング140a,140b,140c,140d,140e,140fのうち第1太陽電池ストリング140aに陰影800が発生した場合が例示される。
陰影800が発生する場合、第1太陽電池ストリング140a内の各太陽電池は、上述した約0.5Vの直流電源を供給できなくなる。例えば、逆電圧(約−15V)が発生し得る。
また、陰影800が発生する場合、第1太陽電池ストリング140a内の各太陽電池に流れる電流が約3Aに低下し、これによって、太陽電池モジュール100全体において、図9の9Aの電流が流れることができず、3Aの電流が流れるようになる。
そこで、9Aの電流と3Aの電流との差である6Aの電流が、陰影が発生した太陽電池付近に流れるようになり、これによって、ホットスポット(hot spot)が発生し得る。
一方、本発明のように、バイパスダイオードを備えない太陽光モジュール50の場合、陰影の発生によるホットスポットの発生可能性がさらに高くなる。
このような問題を解決するために、本発明の太陽光モジュール50は、複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、陰影の発生前に供給していた第1電流Impp1よりもレベルが小さい第2電流Impp2を供給する。これによって、陰影の発生時にバイパスダイオードがなくても、ホットスポットの発生可能性を低減させることができるようになる。
これについては、図11を参照してより詳細に記述する。
図11は、本発明の実施例に係る太陽光モジュールの動作方法を示したフローチャートであり、図12A乃至図14は、図11の制御方法の説明に参照される図である。
まず、図11を参照すると、太陽光モジュール50の入力電流感知部A及び入力電圧感知部Bは、それぞれ入力電流ic1と入力電圧Vc1を検出する(S910)。
制御部550は、入力電流感知部A及び入力電圧感知部Bで検出される入力電流ic1と入力電圧Vc1を受信することができる。
次いで、制御部550は、入力電圧感知部Bで検出される入力電圧Vc1の電圧変化率が所定値以上であるか否かを判断する(S930)。そして、該当する場合、ホットスポットが発生しないように制御する(S940)。
制御部550は、入力電圧感知部Bで検出される入力電圧Vc1の電圧変化率を周期的にチェックすることができる。
図10に示したように陰影800が発生した場合、太陽電池モジュールから供給される入力直流電源が、約30Vから約25Vに変更され得る。
そこで、制御部550は、電圧変化率が所定値(3V/sec又は3V/min)以上である場合、太陽電池モジュール100に陰影が発生したものと判断できる。
これによって、制御部550は、陰影によるホットスポットが発生しないように、陰影の発生前に供給していた第1電流Impp1よりもレベルが小さい第2電流Impp2を供給するように制御することができる。
図12Aは、陰影発生前の太陽電池モジュールから供給される電圧対比電流曲線VIC1、及び陰影発生後の太陽電池モジュールから供給される電圧対比電流曲線VIC2を例示する。
一方、図12Bは、陰影発生前の太陽電池モジュールから供給される電圧対比電力曲線VPC1、及び陰影発生後の太陽電池モジュールから供給される電圧対比電力曲線VPC2を例示する。
図12A及び図12Bによれば、制御部550は、陰影の発生前に、最大電力検出アルゴリズム(Maximum Power Point Tracking;MPPT)によって、開放電圧(Voc)を最大電圧V1から減少させながら、各電圧別電力を演算し、演算された電力が最大電力であるか否かを判断する。
V1電圧からVmpp1電圧までは電力が増加するので、演算された電力を更新して格納する。そして、Vmpp1電圧からV2電圧までは電力が減少するので、結局、Vmpp1電圧に該当するPmpp1を最大電力として決定するようになる。
これによって、陰影の発生前に、太陽電池モジュール100はVmpp1電圧とImpp1電流を供給するようになる。ここで、Vmpp1電圧は約30Vであり、Impp1電流は約9Aであり得る。すなわち、陰影の発生前に、太陽電池モジュール100は約270Wの電力を供給することができる。
一方、制御部550は、太陽電池モジュールから供給される入力直流電源が、約30Vから約25Vに変更される場合、陰影が発生したものと判断し、陰影の発生を考慮して、最大電力検出アルゴリズムが行われるように制御することができる。
一方、陰影の発生による最大電力検出アルゴリズムによれば、図12A及び図12Bに示したように、太陽電池モジュールから供給される電圧対比電流曲線VIC2、及び太陽電池モジュールから供給される電圧対比電力曲線VPC2に変更されるようになる。
これによって、制御部550は、陰影の発生による最大電力検出アルゴリズム(Maximum Power Point Tracking;MPPT)によって、開放電圧(Voc)を最大電圧V1から減少させながら、各電圧別電力を演算し、演算された電力が最大電力であるか否かを判断する。
V1電圧からVmpp2電圧までは電力が増加するので、演算された電力を更新して格納する。そして、Vmpp2電圧からV2電圧までは電力が減少するので、結局、Vmpp2電圧に該当するPmpp2を最大電力として決定するようになる。
このとき、Vmpp2電圧は、図示のように、Vmpp1電圧よりもレベルが大きくなる。
これによって、陰影の発生後に、太陽電池モジュール100はVmpp2電圧とImpp2電流を供給するようになる。ここで、Vmpp2電圧は約33Vであり、Impp2電流は約3Aであり得る。すなわち、陰影の発生後に、太陽電池モジュール100は約100Wの電力を供給することができる。
結局、最大電力検出アルゴリズム(Maximum Power Point Tracking;MPPT)によれば、陰影の発生時、太陽電池モジュール100は、陰影の発生前の第1電圧よりも大きい第2電圧を供給し、陰影の発生前の第1電流よりも小さい第2電流を供給するようになる。
また、最大電力検出アルゴリズム(Maximum Power Point Tracking;MPPT)によれば、陰影の発生時、太陽電池モジュール100は、陰影の発生前の第1電力よりも小さい第2電力を供給するようになる。
このように、陰影が発生した太陽電池モジュール100から供給される電流が低くなるため、図10の陰影800領域において、温度が上昇するホットスポットが発生しなくなる。したがって、陰影の発生にもかかわらず、そして、バイパスダイオードがないにもかかわらず、安定に太陽電池モジュール100を動作させることができるようになる。
図13Aは、陰影の発生前の太陽光モジュール100から供給される電力Pmpp1、電圧Vmpp1、及び電流Impp1を示し、図13Bは、陰影の発生後の太陽光モジュール100から供給される電力Pmpp2、電圧Vmpp2、及び電流Impp2を示す。
上述したように、図13Bの電圧Pmpp2のみが図13Aの電圧Pmpp1よりもレベルが大きく、その他の図13Bの電力Pmpp2、電流Impp2は、図13Aの電力Pmpp1、電流Impp1よりもレベルが低くなる。
一方、図14は、時間対比電力変化曲線、及び時間対比温度変化曲線を例示する。
図14の(A)は、時間対比電力変化曲線を例示する。
図面を参照すると、太陽電池モジュール100は、Tsh時点前まで、Pmpp1の電力を供給し、Tsh時点に陰影が発生する場合、tsh2時点から、Pmpp2電力を供給することができる。
図14の(B)は、時間対比温度変化曲線を例示する。
図面を参照すると、太陽電池モジュール100は、Tsh時点前まで、略Tmppの温度を維持し、Tsh時点に陰影が発生する場合、温度が増加し始め、tsh2時点から、再び温度が下降して、略Tmpp付近の温度を維持できるようになる。
上述したように、制御部550は、陰影の発生前に第1温度を維持し、陰影が発生して、第1温度よりも高い第2温度まで上昇する場合、最大電力検出アルゴリズム(Maximum Power Point Tracking;MPPT)の実行によって、陰影の発生前の第1電流よりも小さい第2電流を供給し、陰影の発生前の第1電圧よりも大きい第2電圧を供給し、結局、陰影の発生前の第1電力よりも小さい第2電力を供給するように制御する。
結局、制御部550は、陰影が発生して、陰影の発生前の第1電流よりも小さい第2電流が供給されるようにするか、または陰影の発生前の第1電力Pmpp1よりも小さい第2電力Pmpp2が供給されるようにすることによって、第2電力Pmpp2の供給時tsh2から、太陽電池モジュール100の温度が下降するように制御することができる。これによって、陰影が発生する場合でも、太陽電池モジュール100が安定に動作できるようになる。一方、本発明では、太陽電池モジュール100の温度変化ではなく、入力電圧検出部Bに基づいた電圧の変化率によって、陰影が発生したか否かを判断し、制御することによって、温度に比べて迅速な制御が可能となり、また、別途の温度センサなどを除去できるので、製造コストを低減させることができる。
本発明に係る太陽光モジュールは、上記のように説明された実施例の構成と方法が限定されて適用されるものではなく、上記実施例は、様々な変形が可能なように各実施例の全部又は一部が選択的に組み合わされて構成されてもよい。
また、以上では本発明の好ましい実施例について図示し、説明したが、本発明は、上述した特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨から逸脱することなく、当該発明の属する技術分野における通常の知識を有する者によって様々な変形実施が可能なことは言うまでもなく、このような変形実施は、本発明の技術的思想や見込みから個別的に理解されてはならない。

Claims (19)

  1. 複数の太陽電池と、前記太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、前記太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスとを含み、
    前記ジャンクションボックスは、
    前記第1導電性ラインと前記第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部を備える電力変換部を含み、
    前記電力変換部は、
    前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、前記第1導電性ライン及び前記第2導電性ラインのうち少なくとも1つに対するバイパス(bypass)なしに、前記陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する、太陽光モジュール。
  2. 前記電力変換部は、
    前記キャパシタ部に流れる入力電流を検出する入力電流検出部と、
    前記キャパシタ部の両端の入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
    前記入力電流検出部で検出された前記入力電流、または前記入力電圧検出部で検出された前記入力電圧に基づいて、前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生したか否かを判断し、前記陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に供給していた前記第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給するように制御する制御部とをさらに含む、請求項1に記載の太陽光モジュール。
  3. 前記制御部は、
    前記陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に前記太陽電池モジュールから出力される第1電圧よりもレベルが大きい第2電圧が前記太陽電池モジュールから出力されるように制御する、請求項2に記載の太陽光モジュール。
  4. 前記制御部は、
    前記陰影が発生した場合、前記太陽電池モジュール内にホットスポットが発生しないように制御する、請求項2に記載の太陽光モジュール。
  5. 前記電力変換部は、
    前記キャパシタ部の両端の入力電圧を検出する入力電圧検出部と、
    前記入力電圧検出部で検出された入力電圧の電圧変化率が所定値以上である場合、前記第1電流よりもレベルが低い前記第2電流を供給するように制御する制御部とをさらに含む、請求項1に記載の太陽光モジュール。
  6. 前記電力変換部は、
    前記キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部をさらに含み、
    前記制御部は、前記コンバータ部を制御する、請求項2に記載の太陽光モジュール。
  7. 前記電力変換部は、
    前記キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、
    前記レベル変換された直流電源を交流電源に変換して出力するインバータ部とをさらに含み、
    前記制御部は、前記コンバータ部及び前記インバータ部を制御する、請求項2に記載の太陽光モジュール。
  8. 前記制御部は、
    前記太陽電池モジュールで前記陰影が発生する場合、前記陰影が発生した太陽電池モジュールから供給される直流電圧区間に対して、最大電力地点を算出し、算出された複数の最大電力地点のうち最大値を最大電力地点として決定し、前記最大電力地点に対応する前記第2電流を供給するように制御する、請求項6に記載の太陽光モジュール。
  9. 前記制御部は、
    前記直流電圧区間での電圧対比電力曲線の変曲点を演算し、前記演算された変曲点を前記最大電力地点として決定する、請求項8に記載の太陽光モジュール。
  10. 前記制御部は、
    前記太陽電池モジュールで前記陰影が発生する場合、前記陰影が発生した太陽電池モジュールから供給される直流電圧区間に対して、最大電力地点を算出し、算出された複数の最大電力地点のうち最大値を最大電力地点として決定し、前記最大電力地点に対応する前記第2電流を供給するように制御する、請求項7に記載の太陽光モジュール。
  11. 前記制御部は、
    前記直流電圧区間での電圧対比電力曲線の変曲点を演算し、前記演算された変曲点を前記最大電力地点として決定する、請求項10に記載の太陽光モジュール。
  12. 前記太陽電池モジュールは、
    前記複数の太陽電池の下面と上面にそれぞれ形成される第1密封材及び第2密封材と、
    前記第1密封材の下面に形成される後面基板と、
    前記第2密封材の上面に形成される前面基板とをさらに含む、請求項1に記載の太陽光モジュール。
  13. 前記太陽電池モジュールは、
    前記複数の太陽電池のうちの一部が一列に連結されて形成された太陽電池ストリングの端部に接続されたバスリボンをさらに含み、
    前記第1導電性ライン及び前記第2導電性ラインは、前記バスリボンが接続されていない太陽電池ストリングの端部にそれぞれ接続され、前記太陽電池モジュールに形成された開口部を通って前記太陽電池モジュールの背面に延び、前記太陽電池モジュールの背面に配置される前記キャパシタ部の両端に接続される、請求項12に記載の太陽光モジュール。
  14. 前記制御部は、
    前記陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に前記太陽電池モジュールから出力される第1電力よりも小さい第2電力が前記太陽電池モジュールから出力されるように制御する、請求項2に記載の太陽光モジュール。
  15. 前記制御部は、
    前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、前記太陽電池モジュールの温度が上昇し、前記第2電力供給時から、前記太陽電池モジュールの温度が下降するように制御する、請求項14に記載の太陽光モジュール。
  16. 複数の太陽電池と、前記太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、前記太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスとを含み、
    前記ジャンクションボックスは、
    前記第1導電性ラインと前記第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、前記キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、前記コンバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、
    前記電力変換部は、
    前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する、太陽光モジュール。
  17. 前記電力変換部は、
    前記キャパシタ部に流れる入力電流を検出する入力電流検出部と、
    前記キャパシタ部の両端の入力電圧を検出する入力電圧検出部とをさらに含み、
    前記制御部は、
    前記入力電流検出部で検出された前記入力電流、または前記入力電圧検出部で検出された前記入力電圧に基づいて、前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生したか否かを判断し、前記陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に供給していた前記第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給するように制御する、請求項16に記載の太陽光モジュール。
  18. 複数の太陽電池と、前記太陽電池のうち第1太陽電池に接続される第1導電性ラインと、前記太陽電池のうち第2太陽電池に接続される第2導電性ラインとを備える太陽電池モジュールと、
    前記太陽電池モジュールの背面に取り付けられるジャンクションボックスとを含み、
    前記ジャンクションボックスは、
    前記第1導電性ラインと前記第2導電性ラインとの間に配置されるキャパシタ部と、前記キャパシタ部の両端の直流電源のレベルを変換して出力するコンバータ部と、前記レベル変換された直流電源を交流電源に変換して出力するインバータ部と、前記コンバータ部及び前記インバータ部を制御する制御部とを備える電力変換部を含み、
    前記電力変換部は、
    前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に供給していた第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給する、太陽光モジュール。
  19. 前記電力変換部は、
    前記キャパシタ部に流れる入力電流を検出する入力電流検出部と、
    前記キャパシタ部の両端の入力電圧を検出する入力電圧検出部とをさらに含み、
    前記制御部は、
    前記入力電流検出部で検出された前記入力電流、または前記入力電圧検出部で検出された前記入力電圧に基づいて、前記複数の太陽電池のうちの一部に陰影が発生したか否かを判断し、前記陰影が発生した場合、前記陰影の発生前に供給していた前記第1電流よりもレベルが小さい第2電流を供給するように制御する、請求項18に記載の太陽光モジュール。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102000062B1 (ko) * 2016-03-15 2019-10-01 엘지전자 주식회사 태양광 모듈
CN109961674B (zh) * 2019-05-09 2021-01-12 江苏优埃唯智能科技有限公司 模拟无人机光伏板热斑检测教学装置和教学方法
KR102079364B1 (ko) * 2019-10-29 2020-04-07 주식회사 한국이알이시 태양광 발전 설비의 실시간 고장 알림 시스템 및 그 방법
KR102223450B1 (ko) 2020-05-18 2021-03-05 에이펙스인텍 주식회사 태양광 발전장치의 미스매치시 최적 제어방법
CN115224742B (zh) * 2022-09-21 2022-12-20 赫里欧绿能建筑科技有限公司 一种bipv光伏发电汇流并网系统及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174317A (ja) * 1998-12-01 2000-06-23 Toshiba Corp 太陽電池発電システム
JP2012512532A (ja) * 2008-12-15 2012-05-31 アレイ コンバーター,インコーポレイテッド 太陽光パネルにおけるホットスポットの検出および防止
WO2012081116A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 三菱電機株式会社 太陽光発電システム
US20120268087A1 (en) * 2011-01-17 2012-10-25 Kent Kernahan Idealized solar panel
KR20120134810A (ko) * 2011-06-03 2012-12-12 엘지전자 주식회사 태양광 모듈
JP2013033365A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Kyocera Corp 制御装置
KR20130027900A (ko) * 2011-09-08 2013-03-18 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 모듈
JP2015521460A (ja) * 2012-06-11 2015-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 電圧変換装置、電力発電システムおよび電圧変換方法
JP2015156791A (ja) * 2014-02-19 2015-08-27 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 電力変換装置及び太陽光モジュール
JP2015197870A (ja) * 2014-04-03 2015-11-09 日立アプライアンス株式会社 太陽光発電システム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2443295A (en) 1994-06-01 1995-12-21 Markus Real Process and device for protecting solar cells against hot spots
US20090217965A1 (en) * 2006-04-21 2009-09-03 Dougal Roger A Apparatus and method for enhanced solar power generation and maximum power point tracking
DE102008042199A1 (de) * 2008-09-18 2010-04-01 Robert Bosch Gmbh Photovoltaik-Vorrichtung
US20120215372A1 (en) 2008-12-15 2012-08-23 Array Converter Inc. Detection and Prevention of Hot Spots in a Solar Panel
EP2280469B1 (en) 2009-07-30 2016-07-06 Nxp B.V. A photovoltaic unit, a dc-dc converter therefor, and a method of operating the same
KR101732984B1 (ko) * 2011-04-12 2017-05-08 엘지전자 주식회사 태양광 모듈 및 그 제어방법
KR101796045B1 (ko) * 2011-04-12 2017-11-10 엘지전자 주식회사 태양광 모듈
EP2621075B1 (en) * 2012-01-27 2020-07-29 LG Electronics Inc. Power converting apparatus and photovoltaic module
KR101638753B1 (ko) * 2012-07-06 2016-07-11 샌디아 코포레이션 바이패스 다이오드가 없는 태양광 발전 시스템
KR102000062B1 (ko) * 2016-03-15 2019-10-01 엘지전자 주식회사 태양광 모듈

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000174317A (ja) * 1998-12-01 2000-06-23 Toshiba Corp 太陽電池発電システム
JP2012512532A (ja) * 2008-12-15 2012-05-31 アレイ コンバーター,インコーポレイテッド 太陽光パネルにおけるホットスポットの検出および防止
WO2012081116A1 (ja) * 2010-12-16 2012-06-21 三菱電機株式会社 太陽光発電システム
US20120268087A1 (en) * 2011-01-17 2012-10-25 Kent Kernahan Idealized solar panel
KR20120134810A (ko) * 2011-06-03 2012-12-12 엘지전자 주식회사 태양광 모듈
JP2013033365A (ja) * 2011-08-01 2013-02-14 Kyocera Corp 制御装置
KR20130027900A (ko) * 2011-09-08 2013-03-18 엘지전자 주식회사 태양전지 모듈 및 이를 포함하는 태양광 모듈
JP2015521460A (ja) * 2012-06-11 2015-07-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 電圧変換装置、電力発電システムおよび電圧変換方法
JP2015156791A (ja) * 2014-02-19 2015-08-27 エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド 電力変換装置及び太陽光モジュール
JP2015197870A (ja) * 2014-04-03 2015-11-09 日立アプライアンス株式会社 太陽光発電システム

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