JP3457389B2 - 太陽電池発電システム - Google Patents
太陽電池発電システムInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
Landscapes
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光を受けて発電す
る太陽電池より電力を得る太陽電池発電システムに関す
る。
る太陽電池より電力を得る太陽電池発電システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池発電システムにおいては、太陽
電池より発生する直流電力を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの
交流電力に変換し、この交流電力を商用の交流電力で運
転される電気機器に供給するようにしている。
電池より発生する直流電力を５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの
交流電力に変換し、この交流電力を商用の交流電力で運
転される電気機器に供給するようにしている。
【０００３】例えば個人の住宅等では、その建物の屋根
の上に複数個の太陽電池を配列し、これらの太陽電池が
太陽光を受けて発電する直流電力を商用周波数と同じ周
波数の交流電力に変換し、この交流電力を商用配電線系
統を通して電気機器に供給するようにしている。また、
太陽電池からの発電電力が少ない時には商用配電線系統
から不足分の商用電力を補うことによって電気機器を安
定に運転できるようにしている。
の上に複数個の太陽電池を配列し、これらの太陽電池が
太陽光を受けて発電する直流電力を商用周波数と同じ周
波数の交流電力に変換し、この交流電力を商用配電線系
統を通して電気機器に供給するようにしている。また、
太陽電池からの発電電力が少ない時には商用配電線系統
から不足分の商用電力を補うことによって電気機器を安
定に運転できるようにしている。
【０００４】ところで、住宅の屋根の上に太陽電池を設
置する場合、太陽電池を置く屋根の面の形が必ずしも太
陽電池の長方形の標準寸法の組合せで得られる形になる
とは限らず、特に屋根の左右の両端部においては斜めに
なった台形状となる場合が多い。また、天窓が取付けら
れる等の屋根のデザインによっても太陽電池の配置に制
約が生じる。
置する場合、太陽電池を置く屋根の面の形が必ずしも太
陽電池の長方形の標準寸法の組合せで得られる形になる
とは限らず、特に屋根の左右の両端部においては斜めに
なった台形状となる場合が多い。また、天窓が取付けら
れる等の屋根のデザインによっても太陽電池の配置に制
約が生じる。
【０００５】図９および図１０は、かかる住宅の屋根に
太陽電池モジュールを配列した状態例を示すものであ
る。図９においては、両端部が台形状となっている住宅
３の屋根の上に太陽電池モジュール１が配列されてい
る。
太陽電池モジュールを配列した状態例を示すものであ
る。図９においては、両端部が台形状となっている住宅
３の屋根の上に太陽電池モジュール１が配列されてい
る。
【０００６】また、図１０においては、２階建ての住宅
３の１階部分および２階部分の各屋根の上に寸法の異な
る複数種類の太陽電池モジュール１が配列されている。
このように図９および図１０からも分かるように、住宅
の屋根の面積を最大限に利用して少しでも多くの太陽電
池モジュール１を配置しようとすると、屋根の個別の形
状に合せて複数の寸法、形状の太陽電池を用意し、これ
らを組合せて用いる必要がある。
３の１階部分および２階部分の各屋根の上に寸法の異な
る複数種類の太陽電池モジュール１が配列されている。
このように図９および図１０からも分かるように、住宅
の屋根の面積を最大限に利用して少しでも多くの太陽電
池モジュール１を配置しようとすると、屋根の個別の形
状に合せて複数の寸法、形状の太陽電池を用意し、これ
らを組合せて用いる必要がある。
【０００７】一方、太陽電池モジュール１は、図１１に
示すように裏面側に直流出力を取出す端子が設けられて
いる。また、太陽電池モジュール１の内部は、図１２に
示すように複数の太陽電池セル２を直列に接続して構成
されている。
示すように裏面側に直流出力を取出す端子が設けられて
いる。また、太陽電池モジュール１の内部は、図１２に
示すように複数の太陽電池セル２を直列に接続して構成
されている。
【０００８】このような構成の複数枚の太陽電池モジュ
ール１を直列に接続してストリングとし、さらに複数の
ストリングを並列に接続して全体を太陽電池アレイとし
て使用する。
ール１を直列に接続してストリングとし、さらに複数の
ストリングを並列に接続して全体を太陽電池アレイとし
て使用する。
【０００９】この太陽電池アレイの出力電圧は、インバ
ータによって一定の日射において太陽電池アレイが最大
電力を出力する最大出力電圧値ΣＶ(Pmax)になるように
制御される。
ータによって一定の日射において太陽電池アレイが最大
電力を出力する最大出力電圧値ΣＶ(Pmax)になるように
制御される。
【００１０】ここで、屋根の形に応じた複数種類の太陽
電池モジュールを組合せて太陽電池アレイとして用いる
場合、直列に接続される各ストリング内の太陽電池モジ
ュール群の合計のΣＶ(Pmax)を揃えるため、Ｖ(Pmax)が
高い太陽電池モジュールと低い太陽電池モジュールとを
適宜選択し、これらの合計がほぼΣＶ(Pmax)になるよう
に直列に組合せて構成される。
電池モジュールを組合せて太陽電池アレイとして用いる
場合、直列に接続される各ストリング内の太陽電池モジ
ュール群の合計のΣＶ(Pmax)を揃えるため、Ｖ(Pmax)が
高い太陽電池モジュールと低い太陽電池モジュールとを
適宜選択し、これらの合計がほぼΣＶ(Pmax)になるよう
に直列に組合せて構成される。
【００１１】図１３は、従来の太陽電池発電システムに
おける太陽電池モジュールの接続構成例を示すものであ
る。図１３において、太陽電池モジュール１のＶ(Pmax)
の和である各太陽電池ストリングのΣＶ(Pmax)は太陽電
池アレイ内で必ずしも互いに等しくなるとは限らず、あ
る幅を持つ。
おける太陽電池モジュールの接続構成例を示すものであ
る。図１３において、太陽電池モジュール１のＶ(Pmax)
の和である各太陽電池ストリングのΣＶ(Pmax)は太陽電
池アレイ内で必ずしも互いに等しくなるとは限らず、あ
る幅を持つ。
【００１２】このような各太陽電池ストリングは、逆流
防止用ダイオード４を直列に介して互いに並列接続さ
れ、この並列回路の出力をスイッチ５を介してインバー
タ７に入力される。この場合、逆流防止用ダイオード４
およびスイッチ５は接続箱６の中に収納されている。
防止用ダイオード４を直列に介して互いに並列接続さ
れ、この並列回路の出力をスイッチ５を介してインバー
タ７に入力される。この場合、逆流防止用ダイオード４
およびスイッチ５は接続箱６の中に収納されている。
【００１３】上記インバータ７は、接続箱６の逆流防止
用ダイオード４およびスイッチ５を通して入力される直
流電圧をΣＶ(Pmax)となるように調整しながら交流に変
換し、配電系統へ出力する。
用ダイオード４およびスイッチ５を通して入力される直
流電圧をΣＶ(Pmax)となるように調整しながら交流に変
換し、配電系統へ出力する。
【００１４】しかし、このような構成の太陽電池発電シ
ステムにおいて、太陽電池ストリングの出力電圧は太陽
電池のモジュールの特性のばらつきや、日射の影の状況
等により変化するので、複数の太陽電池ストリングが並
列に接続されて太陽電池アレイを構成する場合、各太陽
電池ストリング内の太陽電池モジュールは必ずしもその
全てが最大電力点で運転できるとは限らない。
ステムにおいて、太陽電池ストリングの出力電圧は太陽
電池のモジュールの特性のばらつきや、日射の影の状況
等により変化するので、複数の太陽電池ストリングが並
列に接続されて太陽電池アレイを構成する場合、各太陽
電池ストリング内の太陽電池モジュールは必ずしもその
全てが最大電力点で運転できるとは限らない。
【００１５】また、太陽電池ストリングの出力電圧は、
予めほぼ等しくなるように揃えられるが、部分的な影の
影響で太陽電池アレイ全体のΣＶ(Pmax)に対応する電圧
より低い太陽電池ストリングがある場合にはこれと直列
の逆流防止ダイオード４は逆バイアスされ、その太陽電
池ストリングの出力が止められ、インバータに電力を供
給することができない。
予めほぼ等しくなるように揃えられるが、部分的な影の
影響で太陽電池アレイ全体のΣＶ(Pmax)に対応する電圧
より低い太陽電池ストリングがある場合にはこれと直列
の逆流防止ダイオード４は逆バイアスされ、その太陽電
池ストリングの出力が止められ、インバータに電力を供
給することができない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】このように太陽電池モ
ジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを並列に
接続して太陽電池アレイとし、その直流出力電力をイン
バータで交流電力に変換する構成の太陽電池発電システ
ムにおいては、住宅の屋根の形状等に合せた複数種類の
太陽電池モジュールを用意し、これらを適宜選択して配
置されるため、各々の太陽電池モジュールの出力電圧が
一様でない場合には全ての太陽電池モジュールの最大電
力を得ることは困難である。
ジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを並列に
接続して太陽電池アレイとし、その直流出力電力をイン
バータで交流電力に変換する構成の太陽電池発電システ
ムにおいては、住宅の屋根の形状等に合せた複数種類の
太陽電池モジュールを用意し、これらを適宜選択して配
置されるため、各々の太陽電池モジュールの出力電圧が
一様でない場合には全ての太陽電池モジュールの最大電
力を得ることは困難である。
【００１７】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、太陽電池アレイを構成する全ての太陽電池モ
ジュールの最大電力を得ることができる太陽電池発電シ
ステムを提供することを目的とする。
たもので、太陽電池アレイを構成する全ての太陽電池モ
ジュールの最大電力を得ることができる太陽電池発電シ
ステムを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により太陽電池発電システ
ムを構成するものである。請求項１に対応する発明は、
複数個の太陽電池モジュールを並列に接続して構成され
る太陽電池アレイと、この太陽電池アレイより出力され
る直流電力を交流電力に変換して配電系統に出力するイ
ンバータとを備えた太陽電池発電システムにおいて、前
記太陽電池アレイを構成する各太陽電池モジュールの直
流出力が最大出力となるように個別に電圧調整して前記
インバータにそれぞれ入力する電圧調整手段を設け、こ
の電圧調整手段は、太陽電池モジュールの出力電圧を可
変するスイッチング手段と、前記太陽電池モジュール側
から入力される電圧及び電流信号を基にして前記太陽電
池モジュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求める
最大電力追従制御手段と、この最大電力追従制御手段に
より求められた運転電圧と予め設定された前記インバー
タの入力電圧をもとに前記スイッチング手段を制御する
制御手段とを備える。
成するため、次のような手段により太陽電池発電システ
ムを構成するものである。請求項１に対応する発明は、
複数個の太陽電池モジュールを並列に接続して構成され
る太陽電池アレイと、この太陽電池アレイより出力され
る直流電力を交流電力に変換して配電系統に出力するイ
ンバータとを備えた太陽電池発電システムにおいて、前
記太陽電池アレイを構成する各太陽電池モジュールの直
流出力が最大出力となるように個別に電圧調整して前記
インバータにそれぞれ入力する電圧調整手段を設け、こ
の電圧調整手段は、太陽電池モジュールの出力電圧を可
変するスイッチング手段と、前記太陽電池モジュール側
から入力される電圧及び電流信号を基にして前記太陽電
池モジュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求める
最大電力追従制御手段と、この最大電力追従制御手段に
より求められた運転電圧と予め設定された前記インバー
タの入力電圧をもとに前記スイッチング手段を制御する
制御手段とを備える。
【００１９】請求項２に対応する発明は、請求項１に対
応する発明の太陽電池発電システムにおいて、前記太陽
電池モジュールを複数個直列に接続して太陽電池ストリ
ングとし、この太陽電池ストリングをさらに複数並列に
接続して太陽電池アレイを構成する。
応する発明の太陽電池発電システムにおいて、前記太陽
電池モジュールを複数個直列に接続して太陽電池ストリ
ングとし、この太陽電池ストリングをさらに複数並列に
接続して太陽電池アレイを構成する。
【００２０】
【００２１】
【作用】上記請求項１に対応する発明の太陽電池発電シ
ステムにあっては、屋根の形に応じた複数種類の形の太
陽電池モジュールを使って太陽電池アレイを構成した場
合においても、全ての太陽電池モジュールの最大電力を
得ることが可能となる。
ステムにあっては、屋根の形に応じた複数種類の形の太
陽電池モジュールを使って太陽電池アレイを構成した場
合においても、全ての太陽電池モジュールの最大電力を
得ることが可能となる。
【００２２】また、請求項２に対応する発明の太陽電池
発電システムにあっては、上記作用効果に加えて、複数
個の太陽電池モジュールを直列に接続して太陽電池スト
リングとし、この太陽電池ストリングをさらに並列に複
数接続する構成とすることにより、太陽電池モジュール
を直流の集電線を介して並列接続した構成に比べて屋根
に配線される接続線に流れる電流値を小さくすることが
可能となる。
発電システムにあっては、上記作用効果に加えて、複数
個の太陽電池モジュールを直列に接続して太陽電池スト
リングとし、この太陽電池ストリングをさらに並列に複
数接続する構成とすることにより、太陽電池モジュール
を直流の集電線を介して並列接続した構成に比べて屋根
に配線される接続線に流れる電流値を小さくすることが
可能となる。
【００２３】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。なお、ここでは説明を簡単にするため太陽電池ス
トリングと太陽電池モジュールとが等しい場合を例にし
て説明する。
する。なお、ここでは説明を簡単にするため太陽電池ス
トリングと太陽電池モジュールとが等しい場合を例にし
て説明する。
【００２４】図１は本発明による太陽電池発電システム
の構成例を示すもので、図１３と同一部品には同一符号
を付してある。図１において、屋根の上に配置される各
太陽電池モジュール１の出力回路に電圧調整器８が設け
られる。各太陽電池モジュール１の出力回路に設けられ
た電圧調整器８は、逆流防止用ダイオード４を直列に介
して互いに並列接続され、この並列回路の出力をスイッ
チ５を介してインバータ７に入力される。この場合、逆
流防止用ダイオード４およびスイッチ５は接続箱６の中
に収納されている。
の構成例を示すもので、図１３と同一部品には同一符号
を付してある。図１において、屋根の上に配置される各
太陽電池モジュール１の出力回路に電圧調整器８が設け
られる。各太陽電池モジュール１の出力回路に設けられ
た電圧調整器８は、逆流防止用ダイオード４を直列に介
して互いに並列接続され、この並列回路の出力をスイッ
チ５を介してインバータ７に入力される。この場合、逆
流防止用ダイオード４およびスイッチ５は接続箱６の中
に収納されている。
【００２５】図２は太陽電池モジュール１に電圧調整器
８を組込んだ回路の構成例を示すもので、複数の太陽電
池セル２を直列接続し、この直列回路の両端に電圧調整
器８を接続する。この電圧調整器８は太陽電池モジュー
ル１の構造の内部に収納され、外見上は通常の太陽電池
モジュールと変わらなが、その直流出力は太陽電池モジ
ュールの最大電力を引出し、且つ他の太陽電池モジュー
ルと共通の電圧Ｖを有している。
８を組込んだ回路の構成例を示すもので、複数の太陽電
池セル２を直列接続し、この直列回路の両端に電圧調整
器８を接続する。この電圧調整器８は太陽電池モジュー
ル１の構造の内部に収納され、外見上は通常の太陽電池
モジュールと変わらなが、その直流出力は太陽電池モジ
ュールの最大電力を引出し、且つ他の太陽電池モジュー
ルと共通の電圧Ｖを有している。
【００２６】図３は電圧調整器８を組込んだ太陽電池モ
ジュールの構成例を示す外観図である。図３において
は、太陽電池モジュール１の裏側に存する空間部に偏平
な形状の電圧調整器８を収納してある。
ジュールの構成例を示す外観図である。図３において
は、太陽電池モジュール１の裏側に存する空間部に偏平
な形状の電圧調整器８を収納してある。
【００２７】図４は電圧調整器８の構成例を示す回路図
である。図４において、太陽電池モジュールの直流出力
を高周波の交流に変換するスイッチング回路１３、この
スイッチング回路１３の出力がトランス１４を介して入
力されると高周波の電力を直流に変換してインバータ側
へ出力する整流器１５、スイッチング回路１３の入力側
に設けられた電圧検出器９及び電流検出器１０より入力
される太陽電池モジュールの直流電圧および直流電流を
基にして太陽電池モジュールを最大電力で運転し得る出
力電圧を求める最大電力追従制御回路１１およびこの最
大電力追従制御回路１１で求められた出力電圧値と電圧
検出器２０により検出された整流器１５の出力電圧とが
入力され、出力電圧と予めインバータ入力電圧値として
設定された電圧ＶＩとの比が整流器１５の出力電圧とな
るようにスイッチング回路１３を制御する制御回路１２
から構成されている。
である。図４において、太陽電池モジュールの直流出力
を高周波の交流に変換するスイッチング回路１３、この
スイッチング回路１３の出力がトランス１４を介して入
力されると高周波の電力を直流に変換してインバータ側
へ出力する整流器１５、スイッチング回路１３の入力側
に設けられた電圧検出器９及び電流検出器１０より入力
される太陽電池モジュールの直流電圧および直流電流を
基にして太陽電池モジュールを最大電力で運転し得る出
力電圧を求める最大電力追従制御回路１１およびこの最
大電力追従制御回路１１で求められた出力電圧値と電圧
検出器２０により検出された整流器１５の出力電圧とが
入力され、出力電圧と予めインバータ入力電圧値として
設定された電圧ＶＩとの比が整流器１５の出力電圧とな
るようにスイッチング回路１３を制御する制御回路１２
から構成されている。
【００２８】上記の構成において、トランス１４はイン
バータが連系する配電線系統と太陽電池モジュールを直
流的に絶縁する役割も果たしている。なお、スイッチン
グ回路１３の入力側と整流器１５の出力側には、必要に
応じて直流のリップル成分や高周波ノイズを除去するた
めのフィルタを設けるようにしてもよい。
バータが連系する配電線系統と太陽電池モジュールを直
流的に絶縁する役割も果たしている。なお、スイッチン
グ回路１３の入力側と整流器１５の出力側には、必要に
応じて直流のリップル成分や高周波ノイズを除去するた
めのフィルタを設けるようにしてもよい。
【００２９】次にこのように構成された太陽電池発電シ
ステムの作用について述べる。いま、太陽電池モジュー
ル１で発電された直流出力が電圧調整器８に入力される
と、この電圧調整器８では太陽電池の出力を太陽電池モ
ジュールの最大電力を出力する直流電圧Ｖ(Pmax)に制御
し、且つインバータ入力側の電圧を予め定められた一定
電圧値ＶＩになるように制御する。この場合、Ｖ(Pmax)
はその時の日射強度とモジュールの温度によって変わる
ので、電圧調整器８は太陽電池モジュールの最大電力を
得る動作電圧を太陽電池モジュール電圧として求め、こ
の太陽電池モジュール電圧とインバータ入力電圧ＶＩの
比を求める。
ステムの作用について述べる。いま、太陽電池モジュー
ル１で発電された直流出力が電圧調整器８に入力される
と、この電圧調整器８では太陽電池の出力を太陽電池モ
ジュールの最大電力を出力する直流電圧Ｖ(Pmax)に制御
し、且つインバータ入力側の電圧を予め定められた一定
電圧値ＶＩになるように制御する。この場合、Ｖ(Pmax)
はその時の日射強度とモジュールの温度によって変わる
ので、電圧調整器８は太陽電池モジュールの最大電力を
得る動作電圧を太陽電池モジュール電圧として求め、こ
の太陽電池モジュール電圧とインバータ入力電圧ＶＩの
比を求める。
【００３０】ここで、電圧調整器８の詳細な作用を図４
を参照して述べる。太陽電池モジュールの直流出力がス
イッチング回路１３に入力されると、このスイッチング
回路１３では直流出力を高周波の交流に変換し、トラン
ス１４を介して整流器１５に入力する。この整流器１５
では高周波の電力を再び直流に変換してインバータ側に
出力する。
を参照して述べる。太陽電池モジュールの直流出力がス
イッチング回路１３に入力されると、このスイッチング
回路１３では直流出力を高周波の交流に変換し、トラン
ス１４を介して整流器１５に入力する。この整流器１５
では高周波の電力を再び直流に変換してインバータ側に
出力する。
【００３１】このとき最大電力追従制御回路１１では、
電圧検出器９および電流検出器１０より入力される直流
電圧および直流電流の検出信号を基にして太陽電池モジ
ュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求め、その電
圧値を制御回路１２に与える。この制御回路１２では、
この最大電力を得る運転電圧とインバータ入力電圧とし
て予め設定された電圧ＶＩとの比が電圧検出器９で検出
される入力電圧と電圧検出器２０で検出される出力電圧
になるようにスイッチング回路１３を制御する。
電圧検出器９および電流検出器１０より入力される直流
電圧および直流電流の検出信号を基にして太陽電池モジ
ュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求め、その電
圧値を制御回路１２に与える。この制御回路１２では、
この最大電力を得る運転電圧とインバータ入力電圧とし
て予め設定された電圧ＶＩとの比が電圧検出器９で検出
される入力電圧と電圧検出器２０で検出される出力電圧
になるようにスイッチング回路１３を制御する。
【００３２】このような作用により各太陽電池モジュー
ルの出力端に接続された電圧調整器８の出力は全てイン
バータの入力側の設定電圧ＶＩに揃えられ、接続箱６内
の逆流防止ダイオード４を介して並列回路に加わり、さ
らにスイッチ５を通してインバータ７に入力される。
ルの出力端に接続された電圧調整器８の出力は全てイン
バータの入力側の設定電圧ＶＩに揃えられ、接続箱６内
の逆流防止ダイオード４を介して並列回路に加わり、さ
らにスイッチ５を通してインバータ７に入力される。
【００３３】従って、太陽電池アレイを構成する全ての
太陽電池モジュールの最大電力を得ることができるの
で、インバータ７は一定値ＶＩの入力電圧で運転され、
交流電力が出力される。
太陽電池モジュールの最大電力を得ることができるの
で、インバータ７は一定値ＶＩの入力電圧で運転され、
交流電力が出力される。
【００３４】次に本発明の他の実施例を説明する。図５
は各太陽電池モジュールに組込まれる電圧調整器８の回
路構成例を示すものである。図５において、太陽電池モ
ジュールの直流出力はリアクトル１６を介してスイッチ
ング回路１７に入力される。このスイッチング回路１７
は、太陽電池モジュールの直流出力をスイッチング動作
により高周波の交流に変換するもので、その出力電圧は
ダイオード１８を介してコンデンサ１９に蓄えられ、直
流電圧としてインバータ側に出力される。
は各太陽電池モジュールに組込まれる電圧調整器８の回
路構成例を示すものである。図５において、太陽電池モ
ジュールの直流出力はリアクトル１６を介してスイッチ
ング回路１７に入力される。このスイッチング回路１７
は、太陽電池モジュールの直流出力をスイッチング動作
により高周波の交流に変換するもので、その出力電圧は
ダイオード１８を介してコンデンサ１９に蓄えられ、直
流電圧としてインバータ側に出力される。
【００３５】一方、スイッチング回路１３の入力側に設
けられた電圧検出器９及び電流検出器１０によりそれぞ
れ検出された太陽電池モジュールの直流電圧および直流
電流は最大電力追従回路１１に入力される。この最大電
力追従回路１１は前述した実施例と同様に太陽電池モジ
ュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求めるもの
で、その出力電圧を制御回路１２に与える。また、この
制御回路１２には電圧検出器２０により検出されたコン
デンサ１９の端子間電圧が入力され、前述した実施例と
同様の動作によりスイッチング回路１３を制御するもの
である。
けられた電圧検出器９及び電流検出器１０によりそれぞ
れ検出された太陽電池モジュールの直流電圧および直流
電流は最大電力追従回路１１に入力される。この最大電
力追従回路１１は前述した実施例と同様に太陽電池モジ
ュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求めるもの
で、その出力電圧を制御回路１２に与える。また、この
制御回路１２には電圧検出器２０により検出されたコン
デンサ１９の端子間電圧が入力され、前述した実施例と
同様の動作によりスイッチング回路１３を制御するもの
である。
【００３６】従って、このような構成の電圧検出器８を
用いても前述した実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。また、この実施例では図４に示すトランスや整
流器を用いていないので、絶縁機能はないが回路の構成
部品が簡素になり、低コスト化を図ることができる。
用いても前述した実施例と同様の作用効果を得ることが
できる。また、この実施例では図４に示すトランスや整
流器を用いていないので、絶縁機能はないが回路の構成
部品が簡素になり、低コスト化を図ることができる。
【００３７】図６は電圧調整器が組込まれる太陽電池モ
ジュールの他の構成例を示すものである。図６におい
て、電圧調整器８が太陽電池モジュール１の裏面に固定
され、その直流出力端子は屋根に設置される直流の集電
線に接続するための端子と直流の集電線を通すための溝
状のくぼみ部分を有する。図７はこのように構成した太
陽電池モジュールを直流の集電線を介して互いに並列に
接続した状態の一例を示している。
ジュールの他の構成例を示すものである。図６におい
て、電圧調整器８が太陽電池モジュール１の裏面に固定
され、その直流出力端子は屋根に設置される直流の集電
線に接続するための端子と直流の集電線を通すための溝
状のくぼみ部分を有する。図７はこのように構成した太
陽電池モジュールを直流の集電線を介して互いに並列に
接続した状態の一例を示している。
【００３８】以上述べた各実施例の構成では、電圧調整
器を有する太陽電池モジュールの全てを並列に接続して
いる。例えば太陽電池モジュール内で直列に接続された
太陽電池セル群の出力電圧を約４０Ｖとし、電圧調整器
の出力を２００Ｖとすれば、インバータで容易にＡＣ１
００Ｖの電力に変換することができる。
器を有する太陽電池モジュールの全てを並列に接続して
いる。例えば太陽電池モジュール内で直列に接続された
太陽電池セル群の出力電圧を約４０Ｖとし、電圧調整器
の出力を２００Ｖとすれば、インバータで容易にＡＣ１
００Ｖの電力に変換することができる。
【００３９】本発明は上記太陽電池モジュールの接続構
成に限定されるものではなく、図８に示すようような接
続として太陽電池発電システムを構成してもよい。即
ち、直流電圧を調整して予め定められた一定電圧を出力
する電圧調整手段を有する複数個の太陽電池モジュール
を直列に接続して太陽電池ストリングとし、この太陽電
池ストリングをさらに複数並列に接続して太陽電池アレ
イを構成し、その出力をインバータ７に入力するように
したものである。
成に限定されるものではなく、図８に示すようような接
続として太陽電池発電システムを構成してもよい。即
ち、直流電圧を調整して予め定められた一定電圧を出力
する電圧調整手段を有する複数個の太陽電池モジュール
を直列に接続して太陽電池ストリングとし、この太陽電
池ストリングをさらに複数並列に接続して太陽電池アレ
イを構成し、その出力をインバータ７に入力するように
したものである。
【００４０】このようなこ接続構成とすれば、図７に示
すような太陽電池モジュールを直流の集電線を介して並
列接続した構成に比べて屋根に配線される接続線に流れ
る電流値を小さくすることができる。
すような太陽電池モジュールを直流の集電線を介して並
列接続した構成に比べて屋根に配線される接続線に流れ
る電流値を小さくすることができる。
【００４１】なお、複数の太陽電池モジュールを直列に
してストリングを構成し、各ストリング毎に電圧調整器
を備えたり、異なる電圧のストリングのみに電圧調整器
を備える構成として、最大電力追従制御はインバータで
一括して行う場合も本発明に含まれることは言うまでも
ない。
してストリングを構成し、各ストリング毎に電圧調整器
を備えたり、異なる電圧のストリングのみに電圧調整器
を備える構成として、最大電力追従制御はインバータで
一括して行う場合も本発明に含まれることは言うまでも
ない。
【００４２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、屋根
の形に応じた複数の種類の形状の太陽電池モジュールを
使用して太陽電池アレイを構成した場合においても、全
ての太陽電池モジュールの最大電力を利用することが可
能な太陽電池発電システムを提供できる。
の形に応じた複数の種類の形状の太陽電池モジュールを
使用して太陽電池アレイを構成した場合においても、全
ての太陽電池モジュールの最大電力を利用することが可
能な太陽電池発電システムを提供できる。
【図１】本発明による太陽電池発電システムの一実施例
を示す回路構成図。
を示す回路構成図。
【図２】同実施例における太陽電池モジュール内部の回
路構成図。
路構成図。
【図３】同実施例における太陽電池モジュールの裏面側
を示す外観図。
を示す外観図。
【図４】同実施例における電圧調整器の回路構成図。
【図５】本発明の第２の実施例における電圧調整器の回
路構成図。
路構成図。
【図６】本発明の第３の実施例における太陽電池モジュ
ールの裏面側を示す外観図。
ールの裏面側を示す外観図。
【図７】同実施例における太陽電池モジュールを用いた
太陽電池発電システムの構成図。
太陽電池発電システムの構成図。
【図８】本発明の第４の実施例を示す回路構成図。
【図９】住宅の屋根に設置された太陽電池モジュールの
一例を示す説明図。
一例を示す説明図。
【図１０】住宅の屋根に設置された太陽電池モジュール
の別の例を示す説明図。
の別の例を示す説明図。
【図１１】同システムに用いられる太陽電池モジュール
の外観図。
の外観図。
【図１２】同システムに用いられる太陽電池モジュール
の回路構成図。
の回路構成図。
【図１３】従来の太陽電池発電システムの構成例を示す
回路図。
回路図。
【符号の説明】
１……太陽電池モジュール、２……太陽電池セル、３…
…住宅、４……逆流防止ダイオード、５……スイッチ、
６……接続箱、７……インバータ、８……電圧調整器、
９……電圧検出器、１０……電流検出器、１１……最大
電力追従制御回路、１２……制御回路、１３，１７……
スイッチング回路、１４……トランス、１５……整流
器、１６……リアクトル、１８……ダイオード、１９…
…コンデンサ。
…住宅、４……逆流防止ダイオード、５……スイッチ、
６……接続箱、７……インバータ、８……電圧調整器、
９……電圧検出器、１０……電流検出器、１１……最大
電力追従制御回路、１２……制御回路、１３，１７……
スイッチング回路、１４……トランス、１５……整流
器、１６……リアクトル、１８……ダイオード、１９…
…コンデンサ。
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 31/04 - 31/078
H02J 7/00 - 7/12
H02J 7/34 - 7/36
Claims (2)
- 【請求項１】 複数個の太陽電池モジュールを並列に接
続して構成される太陽電池アレイと、この太陽電池アレ
イより出力される直流電力を交流電力に変換して配電系
統に出力するインバータとを備えた太陽電池発電システ
ムにおいて、 前記太陽電池アレイを構成する各太陽電池モジュールの
直流出力が最大出力となるように個別に電圧調整して前
記インバータにそれぞれ入力する電圧調整手段を設け、 この電圧調整手段は、太陽電池モジュールの出力電圧を
可変するスイッチング手段と、前記太陽電池モジュール
側から入力される電圧及び電流信号を基にして前記太陽
電池モジュールを最大電力で運転し得る出力電圧を求め
る最大電力追従制御手段と、この最大電力追従制御手段
により求められた運転電圧と予め設定された前記インバ
ータの入力電圧をもとに前記スイッチング手段を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする太陽電池発電シ
ステム。 - 【請求項２】 請求項１記載の太陽電池発電システムに
おいて、前記太陽電池モジュールを複数個直列に接続し
て太陽電池ストリングとし、この太陽電池ストリングを
さらに複数並列に接続して太陽電池アレイを構成したこ
とを特徴とする太陽電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17819094A JP3457389B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 太陽電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17819094A JP3457389B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 太陽電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0846231A JPH0846231A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3457389B2 true JP3457389B2 (ja) | 2003-10-14 |
Family
ID=16044174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17819094A Expired - Lifetime JP3457389B2 (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 太陽電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3457389B2 (ja) |
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| JP4162523B2 (ja) * | 2002-06-03 | 2008-10-08 | シャープ株式会社 | インバータ |
| JP4965265B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2012-07-04 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 分散型発電システム |
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| WO2010042124A1 (en) * | 2008-10-10 | 2010-04-15 | Ampt, Llc | Novel solar power circuits and powering methods |
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| WO2011049985A1 (en) | 2009-10-19 | 2011-04-28 | Ampt, Llc | Novel solar panel string converter topology |
| JP5007772B2 (ja) * | 2010-06-23 | 2012-08-22 | 大日本印刷株式会社 | 有機系太陽電池モジュールおよび有機系太陽電池パネル |
| WO2012063304A1 (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | 株式会社日立製作所 | 太陽光発電システム |
| JP5922438B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-05-24 | 京セラ株式会社 | 太陽光発電システムおよびその制御方法ならびに電圧制御ユニット |
| JP2013187496A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Panasonic Corp | 発電制御装置、発電制御システム、および発電制御方法 |
| JP6334563B2 (ja) * | 2013-01-30 | 2018-05-30 | エスエムエイ ソーラー テクノロジー アクティエンゲゼルシャフトＳＭＡ Ｓｏｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＡＧ | Ｄｃ−ａｃコンバータのｄｃ電圧入力に共通接続される複数のｄｃ電源に電力を配分するための方法及びインバータ |
| US9397497B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-07-19 | Ampt, Llc | High efficiency interleaved solar power supply system |
| JP6078914B2 (ja) * | 2013-04-25 | 2017-02-15 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 太陽電池ストリングの電圧調整回路 |
| US11888442B2 (en) * | 2017-01-31 | 2024-01-30 | Solarwat Ltd | Solar modules having solar sub cells with matrix connections between the solar sub cells |
| WO2020183700A1 (ja) * | 2019-03-14 | 2020-09-17 | オムロン株式会社 | 制御装置、及び太陽光発電システム |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP17819094A patent/JP3457389B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0846231A (ja) | 1996-02-16 |
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