JP3581693B2 - Solar power generator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、太陽光発電装置に関し、特に太陽光発電装置を自立運転する場合の出力電力の算出方式に関する。
【0002】
【従来の技術】
太陽光発電装置によって自立運転を行う場合、負荷に供給される有効電力を把握して発電出力制御を行う必要があり、自立出力端の電圧および電流を検出し、電圧と電流との位相差からcosφの値を求め、有効電力を算出して出力の発電制御を行うことが望ましい。
しかしながら、小容量出力の装置では、部品点数の削減、低コスト化の観点から自立出力端での電流検出を行わないのが通例であり、図3に示すように電流検出器21によって検出したDC/AC変換部11の出力電流Iacと、自立運転出力電圧Vindとから自立運転出力電力を算出している。
すなわち、自立運転出力電力Poutは、Pout=Iac×Vind(ここで、IacはDC/AC変換部の出力電流、Vindは自立運転出力電圧)として出力の発電制御を行うことになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上述の方法では、自立出力端の電流検出器がなく、DC/AC変換部と正弦化フィルタの接続点の電流、すなわち負荷電流とフィルタ電流との合成電流を使用しているために負荷接続点の実電流とは異なり、正確な出力電力を把握することができず、精度よく発電制御を行うことができないという課題があった。
また、精度よく発電制御を行うために自立出力端に電流検出器を設けると、装置がコスト高となってしまうという課題があった。
【0004】
本発明はこのような背景の下になされたもので、DC/AC変換部に設けた効率テーブルを使うことによって直流電力から交流出力電力を把握することができ、精度よく発電出力制御を行うことができる太陽光発電装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、太陽電池の発電電力をDC/AC変換部により所定の交流電力に変換して出力する太陽光発電装置の自立運転方式において、
前記太陽電池の直流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記太陽電池が出力する直流電流を検出する電流検出手段と、
検出した前記直流電圧と前記直流電流との積によって前記DC/AC変換部の入力電力を算出する入力電力算出手段と、
予め取得してある前記入力電力と前記DC/AC変換部の変換効率との関係を示した効率テーブルと、
前記入力電力と前記効率テーブルによる効率値との積によって前記太陽光発電装置の出力電力を算出する出力電力算出手段と
を具備し、前記算出した出力電力値に基づいて発電出力制御を行うことを特徴とする太陽光発電装置を提供する。
【0006】
この発明によれば、DC/AC変換部の入力電力と、該入力電力とDC/AC変換部の変換効率との関係を示した効率テーブルとから出力電力を算出することができ、算出した出力電力値に基づいて精度よく発電出力制御を行うことができる。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の太陽光発電装置において、前記DC/AC変換部は、チョッパおよびインバータからなることを特徴とする。
【0008】
この発明によれば、DC/AC変換部をインバータによって構成することにより、太陽電池の発電電圧を、100V交流出力を得るために望ましい直流電圧に変換してインバータに与えることができ、変圧器等が不要となり、装置の構成を簡略化することができる。200V交流出力を得るためには、DC/AC変換部11のチョッパ及びインバータにより駆動させることにより実現させることができる。
【0009】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の太陽光発電装置において、前記算出した出力電力の値を表示器に表示することを特徴とする。
【0010】
この発明によれば、自立出力点の電流を検出することなく出力電力値を得ることができ、表示器に表示することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態について図を参照しながら説明する。図1はこの発明の一実施の形態による太陽光発電装置の構成を示すブロック図である。
この図において、符号10は太陽電池であり、太陽光が当たると直流電力を発生する。発生した直流電力はDC/AC変換部11に入力され、交流電力に変換される。
【0012】
図示していないが、DC/AC変換部11はインバータから構成されており、太陽電池10の直流電圧を、100V交流出力を得るために望ましい直流電圧に電圧変換してインバータに与えている。また、200V交流出力を得るためには、DC/AC変換部11のチョッパ及びインバータにより駆動させることにより実現させる。
DC/AC変換部11から出力された交流電力には高調波成分が含まれているので、フィルタ12によって正弦化して負荷13に供給する。
【0013】
制御部15は、DC/AC変換部11のインバータを制御して太陽電池10から負荷13に所定電圧、所定周波数の交流電力を供給できるように制御する。200V交流出力を得るためには、DC/AC変換部11のチョッパ及びインバータにより駆動させることにより実現させる。この制御部15には、予め測定してある直流入力電力と前記DC/AC変換部11の変換効率との関係を示したデータを効率テーブル151として備えてある。
【0014】
図2は、この効率テーブル151のデータ例をグラフ化した図である。点aは直流電力が定格負荷時の効率であり、点bは直流電力が1/2負荷時の効率である。通常、負荷率が70〜80%付近に最大効率点がある。また、点cは無負荷時の消費電力であり、当然ながら効率はゼロである。
簡略化のため、効率テーブル151のデータは各直流電力を発生するときの直流電圧の代表値のデータとしているが、直流電圧をパラメータとして各直流電力値について複数のデータを持つようにしてもよい。
【0015】
出力電力算出手段152は、太陽電池10の発電電圧Vdcと、電流検出器14による直流電流Idcとを検出し、これらの検出値の積によって直流入力電力を算出する。さらに前記直流入力電力の算出値と前記効率テーブルから得られる効率値との積を計算して交流出力電力値とする。
この交流出力電力値は制御手段153に入力され、DC/AC変換部11を制御するための信号として使用するとともに、表示器17へ送出して出力電力の表示を行う。
この方式によって自立出力点の電流を検出することなく、交流出力電力値を得ることができ、精度のよいDC/AC変換部11の制御を行うことができる。
【0016】
以上、本発明の一実施の形態の動作を図面を参照して詳述してきたが、本発明はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
【0017】
【発明の効果】
これまでに説明したように、本発明によれば以下に示す効果が得られる。
請求項1の発明によれば、DC/AC変換部の入力電力と、該入力電力とDC/AC変換部の変換効率との関係を示した効率テーブルとから出力電力を算出することができ、算出した出力電力値に基づいて精度よく発電出力制御を行うことができる。
【0018】
請求項2の発明によれば、DC/AC変換部をインバータによって構成することにより、太陽電池の発電電圧を、100V交流出力を得るために望ましい直流電圧に変換してインバータに与えることができ、変圧器等が不要となり、装置の構成を簡略化することができる。また、200V交流出力を得るためには、DC/AC変換部11のチョッパ及びインバータにより駆動させることにより実現させることができる。
【0019】
請求項3の発明によれば、自立出力点の電流を検出することなく出力電力値を得ることができ、表示器に表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態による太陽光発電装置の構成を示すブロック図。
【図2】効率テーブルのデータ例をグラフ化した図。
【図3】従来の技術による太陽光発電装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
10…太陽電池
11…DC/AC変換部
12…フィルタ
13…負荷
14…電流検出器
15…制御部
16…電流検出器
17…表示器
21…電流検出器
22…制御部
121…リアクタ
122…コンデンサ
151…効率テーブル
152…出力電力算出手段
153…制御手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a photovoltaic power generator, and more particularly, to a method for calculating output power when the photovoltaic power generator is operated independently.
[0002]
[Prior art]
When performing self-sustained operation with a photovoltaic power generator, it is necessary to grasp the active power supplied to the load and perform power generation output control, detect the voltage and current at the self-sustained output end, and determine the phase difference between the voltage and current. It is desirable to obtain the value of cos φ, calculate the active power, and perform power generation control of the output.
However, in a device with a small capacity output, it is customary not to perform the current detection at the self-sustained output end from the viewpoint of reducing the number of parts and reducing the cost, and the DC detected by the
That is, the power generation control of the output is performed as the self-sustained operation output power Pout as Pout = Iac × Vind (where Iac is the output current of the DC / AC converter and Vind is the self-sustained operation output voltage).
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described method, there is no current detector at the independent output terminal, and the current at the connection point between the DC / AC converter and the sine filter, that is, the combined current of the load current and the filter current is used. Unlike the actual current at the point, there is a problem that the output power cannot be accurately grasped and the power generation control cannot be performed accurately.
In addition, if a current detector is provided at a self-sustained output end in order to perform power generation control with high accuracy, there is a problem that the cost of the device increases.
[0004]
The present invention has been made under such a background, and it is possible to grasp the AC output power from the DC power by using the efficiency table provided in the DC / AC conversion unit, and to accurately perform the power generation output control. It is an object of the present invention to provide a photovoltaic power generation device capable of performing the following.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a self-sustained operation system of a photovoltaic power generation device that converts power generated by a solar cell into predetermined AC power by a DC / AC converter and outputs the power.
Voltage detection means for detecting the DC voltage of the solar cell,
Current detection means for detecting a direct current output by the solar cell,
Input power calculating means for calculating the input power of the DC / AC conversion unit based on a product of the detected DC voltage and the DC current;
An efficiency table indicating a relationship between the input power and the conversion efficiency of the DC / AC converter, which is obtained in advance;
Output power calculation means for calculating the output power of the photovoltaic power generation device by the product of the input power and the efficiency value according to the efficiency table, and performing power generation output control based on the calculated output power value. A feature is provided a solar power generation device.
[0006]
According to the present invention, the output power can be calculated from the input power of the DC / AC converter and the efficiency table indicating the relationship between the input power and the conversion efficiency of the DC / AC converter. Power generation output control can be accurately performed based on the power value.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the solar power generation device according to the first aspect, the DC / AC converter includes a chopper and an inverter.
[0008]
According to the present invention, by forming the DC / AC converter with an inverter, it is possible to convert the generated voltage of the solar cell into a DC voltage that is desirable for obtaining a 100 V AC output, and to apply the DC voltage to the inverter. Is unnecessary, and the configuration of the apparatus can be simplified. In order to obtain a 200 V AC output, it can be realized by driving the DC /
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the photovoltaic power generator according to the first or second aspect, the calculated output power value is displayed on a display.
[0010]
According to the present invention, the output power value can be obtained without detecting the current at the independent output point, and can be displayed on the display.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a solar power generation device according to one embodiment of the present invention.
In this figure,
[0012]
Although not shown, the DC /
Since the AC power output from the DC /
[0013]
The
[0014]
FIG. 2 is a graph of an example of the data of the efficiency table 151. Point a is the efficiency when the DC power is a rated load, and point b is the efficiency when the DC power is 1 / load. Normally, there is a maximum efficiency point near a load factor of 70 to 80%. Point c is the power consumption under no load, and the efficiency is naturally zero.
For simplicity, the data of the efficiency table 151 is data of a representative value of the DC voltage when each DC power is generated. However, a plurality of data may be stored for each DC power value using the DC voltage as a parameter. .
[0015]
The output power calculation means 152 detects the generated voltage Vdc of the
This AC output power value is input to the control means 153, and is used as a signal for controlling the DC /
According to this method, the AC output power value can be obtained without detecting the current at the independent output point, and the DC /
[0016]
The operation of one embodiment of the present invention has been described above in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment, and a design change or the like may be made without departing from the gist of the present invention. Even if present, it is included in the present invention.
[0017]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the first aspect of the present invention, the output power can be calculated from the input power of the DC / AC converter and an efficiency table indicating the relationship between the input power and the conversion efficiency of the DC / AC converter. The power generation output control can be accurately performed based on the calculated output power value.
[0018]
According to the second aspect of the present invention, the DC / AC conversion unit is configured by an inverter, so that the generated voltage of the solar cell can be converted to a DC voltage desired to obtain a 100 V AC output and supplied to the inverter, No transformer or the like is required, and the configuration of the device can be simplified. Further, in order to obtain a 200 V AC output, it can be realized by driving the DC /
[0019]
According to the third aspect of the present invention, the output power value can be obtained without detecting the current at the independent output point, and can be displayed on the display.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a solar power generation device according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a data example of an efficiency table.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a photovoltaic power generator according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記太陽電池の直流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記太陽電池が出力する直流電流を検出する電流検出手段と、
検出した前記直流電圧と前記直流電流との積によって前記DC/AC変換部の入力電力を算出する入力電力算出手段と、
予め取得してある前記入力電力と前記DC/AC変換部の変換効率との関係を示した効率テーブルと、
前記入力電力と前記効率テーブルによる効率値との積によって前記太陽光発電装置の出力電力を算出する出力電力算出手段と
を具備し、前記算出した出力電力値に基づいて発電出力制御を行うことを特徴とする太陽光発電装置。In a self-sustained operation system of a solar power generation device that converts generated power of a solar cell into predetermined AC power by a DC / AC conversion unit and outputs the converted power,
Voltage detection means for detecting the DC voltage of the solar cell,
Current detection means for detecting a direct current output by the solar cell,
Input power calculating means for calculating the input power of the DC / AC conversion unit based on a product of the detected DC voltage and the DC current;
An efficiency table indicating a relationship between the input power and the conversion efficiency of the DC / AC converter, which is obtained in advance;
Output power calculation means for calculating the output power of the photovoltaic power generation device by the product of the input power and the efficiency value according to the efficiency table, and performing power generation output control based on the calculated output power value. Characteristic solar power generation device.
チョッパおよびインバータからなることを特徴とする請求項1記載の太陽光発電装置。The DC / AC conversion unit includes:
The solar power generation device according to claim 1, comprising a chopper and an inverter.
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