JP3091400B2 - 太陽光発電制御装置 - Google Patents
太陽光発電制御装置Info
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Description
大電力で発電させる機能を持つ太陽光発電制御装置の改
良に関するものである。
り、最大出力を示す最適動作点(Vop,Iop)が存
在する。最適動作点は太陽電池の種類又は太陽電池セル
の組み合わせ方によって異なり、また日射量や温度の変
化にも影響を受けることが知られている。太陽光発電シ
ステムにおいて太陽電池から効率良く出力を得るために
は太陽電池を最適動作点付近で制御する必要がある。
の構成を示す。太陽電池21の出力電力は逆接防止ダイ
オード22及び平滑コンデンサ23を介して、チョーク
コイル24a、逆接防止ダイオード24b、平滑コンデ
ンサ24c及びスイッチングトランジスタ24d等より
構成されるDC/DCコンバータ24に入力し、DC/
DCコンバータ24の出力電力として負荷25に供給さ
れる。太陽電池21の負荷25に対する供給電力はDC
/DCコンバータ24の出力電圧によって決定する。し
たがって、DC/DCコンバータ24の出力電圧を制御
することにより太陽電池21を常に最適動作点付近で発
電させることができる。以下に制御方法を説明する。
いた従来の太陽光発電システムである。制御部26では
太陽電池21の出力電流信号及び出力電圧信号を電流検
出器27、電圧検出器28及びA/D変換器29,30
を経てサンプリングして出力電力を算出し、出力電力の
推移から動作点を推定し、最適動作点に近づくようにD
C/DCコンバータ24を制御する。
た太陽光発電システムである。制御部26では太陽電池
21の出力電圧を既定の値に設定し、日射量の変化に対
しても常に一定の電圧を維持するようにDC/DCコン
バータ24を制御する。
システムには以下のような問題点がある。
力の変化から最適動作点を推定するため、太陽電池21
の種類によらず、効率良く出力を得ることができる。し
かし、制御方法が複雑になることや、出力電流を測定す
るための電流検出器27が必要であり、一般的にはシャ
ント抵抗や電流センサ等の比較的高価な部品を用いて構
成するため、コストが増加すること等の問題点がある。
御も容易であるが、太陽電池21の出力電圧を設定する
ために予め使用する太陽電池21の最適動作電圧を正確
に調べる必要があり、また異なる太陽電池21の使用に
際しては制御ソフトの変更が必要となる等、システムの
汎用性に問題がある。
ができ、しかも、種類やセルの組み合わせ方が異なる太
陽電池に対して事前準備の必要なしに使用することがで
きる太陽光発電制御装置を提供することである。
めに、本発明は、太陽電池の出力電力を受けて負荷に供
給するDC−DCコンバータを備え、該DC−DCコン
バータ内のスイッチングトランジスタに制御信号として
与えられるPWMパルス信号のデューティ比を増減する
ことにより、前記DC−DCコンバータの入力電流を増
減させて、太陽電池の最適動作点制御を行う太陽光発電
制御装置において、最適動作電圧設定モードでは前記D
C−DCコンバータの入力電流を増加させながら前記D
C−DCコンバータの出力電圧が最大になった時の太陽
電池出力電圧を最適動作電圧に設定し、通常動作では太
陽電池出力電圧を前記設定された最適動作電圧に維持す
るように前記DC−DCコンバータを制御するようにし
たことを特徴とするものである。
る太陽光発電制御装置を含む太陽光発電システムの構成
を示す。
ド2及び平滑コンデンサ3を介して、チョークコイル4
a、逆接防止ダイオード4b、平滑コンデンサ4c及び
スイッチングトランジスタ4d等より構成されるDC/
DCコンバータ4に入力し、DC/DCコンバータ4の
出力電力として負荷5に供給される。DC/DCコンバ
ータ4は制御部6からの制御信号によって制御される。
太陽電池1の出力電圧は電圧検出器7で検出され、A/
D変換器8を介して制御部6に入力される。また、DC
/DCコンバータ4の出力電圧は電圧検出器9で検出さ
れ、A/D変換器10を介して制御部6に入力される。
CNは太陽光発電制御装置である。
は、演算部6a、太陽電池1の現在サンプリング時の出
力電圧V1N、前回サンプリング時の出力電圧V1B、DC
/DCコンバータ4の現在サンプリング時の出力電圧V
2N、前回サンプリング時の出力電圧V2B及び最適動作電
圧値Vopを記憶するメモリ6b及びPWMパルス発生
器6cより構成される。本形態では、DC/DCコンバ
ータ4を入力電流増減のための制御信号により制御して
いる。例えば、入力電流増減のための制御信号として、
DC/DCコンバータ4内のスイッチングトランジスタ
4dを駆動するためのPWMパルス信号を用いている。
この場合、DC/DCコンバータ4の入力電流を増加す
れば,太陽電池1の出力電流が増加し、出力電圧は減少
する。反対に、入力電流を減少すれば、太陽電池1の出
力電流が減少し、出力電圧は増加する。
形態の制御手順を説明する。
グ周期毎に太陽電池1の出力電圧V1N及びDC/DCコ
ンバータ4の出力電圧V2Nを読み込む(ステップ1)。
最適動作電圧Vopの設定モードかどうかを判断して
(ステップ2)、Vopの設定モードの場合、DC/D
Cコンバータ4の入力電流を増加していく。太陽電池1
の出力電力はDC/DCコンバータ4の出力電圧により
決定するが、出力特性曲線上の最大出力以上の出力は得
られないので、太陽電池1が最適動作点に到達するまで
はDC/DCコンバータ4の出力電圧は増加するが、最
適動作点を超過すると、DC/DCコンバータ4の出力
電圧は減少に転じる。したがって、DC/DCコンバー
タ4の出力電圧が最大値を示した時の太陽電池1の出力
電圧が最適動作電圧Vopとなる。演算部6aでは、サ
ンプリング周期毎にDC/DCコンバータ4の出力電圧
V2Nを前回サンプリング時の出力電圧V2Bと比較し(ス
テップ3)、V2N<V2Bになった時点で、V2Bに対応す
る太陽電池1の出力電圧V1Bを最適動作電圧Vopと設
定する(ステップ4)。Vopをメモリ6bに記憶し、
以後はサンプリング周期毎に太陽電池1の現在出力電圧
V1NとVopを比較して(ステップ5)、V1N>Vop
の場合は、DC/DCコンバータ4の入力電流を増加し
て太陽電池1の出力電圧を減少させ(ステップ6)、V
1N<Vopの場合は、入力電流を減少して太陽電池1の
出力電圧を増加させる(ステップ7)ことにより、太陽
電池(1)の出力電圧を常に最適動作電圧Vopに維持
することができる。
池1の最適動作電圧Vopの設定を行い、設定後は太陽
電池1の出力電圧を最適動作電圧Vopになるように一
定電圧制御することにより太陽電池1の種類やセルの組
み合わせ方に関係なく容易に、比較的効率良く出力を得
ることができる。また、図5に示される電流検出手段2
7,29を必要とせず、電圧検出手段7,8及び9,1
0については電圧値は相対値であれば良いので、電圧値
の補正など絶対的な精度を要求する必要がない。したが
って、安価に構成することができる。なお、図1では例
として昇圧型のDC/DCコンバータ4を示したが、入
力電流の制御が可能であればこれに限るものではない。
最適動作電圧設定モードでは前記DC−DCコンバータ
の入力電流を増加させながら前記DC−DCコンバータ
の出力電圧が最大になった時の太陽電池出力電圧を最適
動作電圧に設定し、通常動作では太陽電池出力電圧を前
記設定された最適動作電圧に維持するように前記DC−
DCコンバータを制御するようにしたから、従来のよう
に電流検出手段を必要とせず、2つの電圧検出手段につ
いては相対的な精度があればよく、よって、コストダウ
ンを図ることができる。しかも、最適動作電圧設定モー
ドにて最適動作電圧の設定を行うために、予め最適動作
電圧を正確に調べる必要がなく、種類やセルの組み合わ
せ方が異なる太陽電池に対してもソフトウエアなどの変
更を要さず、よって、種類やセルの組み合わせ方が異な
る太陽電池に対して事前準備の必要なしに使用すること
ができる。
置を含む太陽光発電システムのシステム構成を示すブロ
ック図である。
すブロック図である。
る。
ある。
成を示すブロック図である。
構成を示すブロック図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 太陽電池の出力電力を受けて負荷に供給
するDC−DCコンバータを備え、該DC−DCコンバ
ータ内のスイッチングトランジスタに制御信号として与
えられるPWMパルス信号のデューティ比を増減するこ
とにより、前記DC−DCコンバータの入力電流を増減
させて、太陽電池の最適動作点制御を行う太陽光発電制
御装置において、最適動作電圧設定モードでは前記DC
−DCコンバータの入力電流を増加させながら前記DC
−DCコンバータの出力電圧が最大になった時の太陽電
池出力電圧を最適動作電圧に設定し、通常動作では太陽
電池出力電圧を前記設定された最適動作電圧に維持する
ように前記DC−DCコンバータを制御するようにした
ことを特徴とする太陽光発電制御装置。 - 【請求項2】 太陽電池の出力電力を受けて負荷に供給
するDC−DCコンバータを備え、該DC−DCコンバ
ータ内のスイッチングトランジスタに制御信号として与
えられるPWMパルス信号のデューティ比を増減するこ
とにより、前記DC−DCコンバータの入力電流を増減
させて、太陽電池の最適動作点制御を行う太陽光発電制
御装置において、サンプリング周期毎に太陽電池の出力
電圧を検出する第1の電圧検出手段と、サンプリング周
期毎に前記DC−DCコンバータの出力電圧を検出する
第2の電圧検出手段と、最適動作電圧設定モードでは前
記DC−DCコンバータの入力電流を増加させながら前
記DC−DCコンバータの出力電圧が最大になった時の
太陽電池出力電圧を最適動作電圧に設定し、通常動作で
は太陽電池出力電圧を前記設定された最適動作電圧に維
持するように前記DC−DCコンバータを制御する制御
手段と、前記第1及び第2の電圧検出手段により検出さ
れた出力電圧及び前記制御手段により設定された最適動
作電圧を記憶する記憶手段とを具備したことを特徴とす
る太陽光発電制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07248272A JP3091400B2 (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 太陽光発電制御装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP07248272A JP3091400B2 (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 太陽光発電制御装置 |
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JPH0973328A JPH0973328A (ja) | 1997-03-18 |
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JP07248272A Expired - Fee Related JP3091400B2 (ja) | 1995-09-04 | 1995-09-04 | 太陽光発電制御装置 |
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- 1995-09-04 JP JP07248272A patent/JP3091400B2/ja not_active Expired - Fee Related
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