JPH05108176A - 太陽電池電源 - Google Patents

太陽電池電源

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JPH05108176A
JPH05108176A JP3269600A JP26960091A JPH05108176A JP H05108176 A JPH05108176 A JP H05108176A JP 3269600 A JP3269600 A JP 3269600A JP 26960091 A JP26960091 A JP 26960091A JP H05108176 A JPH05108176 A JP H05108176A
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JP
Japan
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voltage
solar cell
power supply
solar battery
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP3269600A
Other languages
English (en)
Inventor
Kunio Asai
浅井邦夫
Takeshi Ishimura
猛 石村
Mamoru Noguchi
衛 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tonen General Sekiyu KK
Original Assignee
Tonen Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tonen Corp filed Critical Tonen Corp
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Publication of JPH05108176A publication Critical patent/JPH05108176A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池の日照低下時の出力不足を電源の質
を落とさず補給し、かつ低コストで太陽電池電力を有効
利用する。 【構成】 商用交流電圧を調整し、太陽電池の最大電力
点電圧とほぼ等しい電圧にし、商用電源と太陽電池とを
それぞれ逆流防止ダイオードを介して並列接続して直流
連系させ、また、温度センサにより検出した温度に応じ
て電圧調整することにより、常に商用電源出力電圧を太
陽電池の最大電力点電圧とほぼ等しくすることにより、
安定的に太陽電池の最大電力を引き出し、かつ太陽電池
の出力不足時に連続的に商用電源からバックアップする
ことが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池と商用電源の
2電源を併用するようにした太陽電池電源に関する。
【0002】
【従来の技術】太陽電池は出力が日照に依存するために
電源としては不安定であり、通常、何らかの安定化が行
われる。そのために、商用電源を用いてバックアップす
る方法が提案されており、商用電源と太陽電池とを切替
える方法、両者を交流連系させる方法とがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】商用電源を用いてバッ
クアップする場合、日照不足時に商用電源に切り換える
方法は切替え時に瞬断が発生し、電源としては質が悪く
なってしまう。また、交流連系させる方法では、商用電
源との位相同期、系統保護のための対策等の面でハード
ウェアが増大し、コストアップになるという問題があ
る。また、切替え、交流連系いずれの場合も太陽電池の
電力を有効利用するためには最大電力追尾用のコントロ
ーラが必要となり、コストアップ要因となる。
【0004】本発明は上記課題を解決するためのもの
で、太陽電池の日照低下時の出力不足を電源の質を落と
さず、かつ低コストで太陽電池電力を有効利用できる商
用電源/太陽電池共存の太陽電池電源を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は商用交流入力を
整流して出力する商用電源出力端と太陽電池出力端とを
それぞれ逆流防止ダイオードを介して並列接続して商用
電源と太陽電池とを直流連系させる電源方式であって、
商用電源電圧を調整する電圧調整手段を備え、商用電源
電圧を太陽電池最大電力点の電圧にほぼ等しく調整する
ことを特徴とする。また、さらに温度センサを備え、温
度センサ出力に応じて電圧調整手段を制御して電圧調整
するようにしたことを特徴とする。
【0006】
【作用】本発明は、商用交流電圧を調整し、太陽電池の
最大電力点の電圧とほぼ等しい電圧にして、商用電源と
太陽電池とをそれぞれ逆流防止ダイオードを介して並列
接続して直流連系させ、日照が充分ある場合には太陽電
池から電力供給を行い、日照不足で太陽電池の出力が低
下したときには太陽電池から最大電力を供給しつつ、商
用電源から不足分の電力を補給する。また、太陽電池の
出力電圧は温度によって変化するので、温度センサによ
り温度検出し、検出した温度に応じて電圧調整して、常
時、商用電源出力電圧を太陽電池の最大電力点電圧とほ
ぼ等しくすることにより、安定的に太陽電池の最大電力
を得ることが可能である。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明の太陽電池電源の構成を示す回路ブ
ロック図、図2は太陽電池特性と商用電源電圧との関係
を示す図である。図中、1は商用電源、2は電圧調整回
路、3は整流回路、4は太陽電池、5はDC/AC変換
回路、6,7は逆流防止ダイオードである。
【0008】図1において、バックアップ用の商用交流
電源1の交流出力は電圧調整回路2で電圧調整されると
ともに、整流回路3で整流される。もちろん、整流回路
3で整流した後、電圧調整するようにしてもよい。そし
て、商用電源側出力端と太陽電池出力端とは、それぞれ
逆流防止ダイオード6,7を介して並列接続され、直流
出力は必要に応じてDC/AC変換回路5で交流に変換
されて負荷へ供給される。なお、通常の負荷機器は交流
機器が多いので、直流連系した後さらにDC/AC変換
して負荷に供給するが、直流負荷の場合にはそのまま、
或いはDC/DC変換の後負荷に供給するようにする。
【0009】太陽電池の出力特性は日照量に応じて図2
(a)の実線、及び破線に示すような特性となり、最大
電力点は●印で示され、最大電力を与える電圧はほぼ一
定である。そこで、商用電源電圧VDを太陽電池の最大
電力点電圧とほぼ等しい値に設定する。なお、負荷を駆
動したときの動作点が×印で示す点であるとする。
【0010】図2(a)の実線で示す特性Aは、負荷に
対して太陽電池出力に余力がある場合であり、太陽電池
の出力で動作して負荷電流IDが供給され、このときの
出力電圧は商用電源電圧VDより高くなり、そのため逆
流防止ダイオード7がカットオフとなって商用電源から
は電力は供給されない。
【0011】一方、図2(b)の実線で示す特性Bは日
照量が少なく、負荷に対して太陽電池の余力がない場合
であり、商用電源からのバックアップが入って商用電力
で動作する。このときの動作電圧はVDであり、この電
圧は太陽電池の最大電力点Qの電圧にほぼ等しいので太
陽電池からは最大電力が得られ、電流IPが供給され、
負荷電流IDに対する不足分IC(IC=ID−IP)
は商用電源側から供給される。こうして、太陽電池から
は最大電力が供給され、不足分は商用電源から補給され
る。
【0012】前述したように、太陽電池の最大出力点電
圧は日照の変化に対しほぼ一定の値なので、商用の安定
化された電源電圧を最大出力点電圧に近い値で直流連系
すればほぼ太陽電池の最大出力が引き出せるが、この最
大電力点電圧値は温度により変化する。図3は最大電力
点電圧値の温度による変化を説明する図であり、各日照
量に対する出力特性は、温度変化により実線から破線の
ように変化し、最大電力点は○印で示す点から△印で示
す点へ変化する。
【0013】従って、安定的に太陽電池の最大電力を得
るためには温度に従って直流連系する商用電源電圧を変
化させることが望ましい。この場合の温度は、正確には
太陽電池のパネル温度であるが、便宜的には気温であっ
てもよい。そこで、この温度と最大出力電圧の関係をあ
らかじめ調べておき、その関係に従って商用電源の電圧
を調整すれば安定的に太陽電池の最大出力を得ることが
可能である。
【0014】図4は温度変化に応じて電圧調整するよう
にした本発明の他の実施例を示す図である。図中、10
は全波整流回路、11は位相制御回路、12は平滑回
路、13,14は逆流防止ダイオード、15はDC/A
Cインバータである。
【0015】商用電源側はAC100Vを全波整流回路
10で全波整流し、位相制御回路11で位相制御し、平
滑回路12で平滑化して安定化した直流電圧を得るよう
になっており、0〜200Vを出力可能な太陽電池と逆
流防止ダイオード13,14を介して並列に接続されて
いる。位相制御回路11はサイリスタで構成されてお
り、その導通角を制御することにより出力電圧が調整可
能であり、本実施例では温度センサで太陽電池のパネル
温度を検出し、その検出結果に応じて位相制御回路11
の位相制御を行う。太陽電池の最大電力点電圧と温度と
の関係は図5に示すように、例えば温度25℃で160
V、温度70℃で125Vの点を結ぶ直線となり、最大
電力点電圧は温度上昇に伴って小さくなる。そこで、図
5に示すような特性に合うように位相制御を行うことに
より商用電源電圧を太陽電池の最大電力点電圧にほぼ等
しく調整することができる。
【0016】図6は本発明の太陽電池電源を使用した場
合の太陽電池出力と商用電源出力波形を示す図である。
いま、日照の時間変化が図6(a)に示すような特性で
あり、負荷への供給全電力が図6(b)に示すような特
性であるとするとすると、図6(c)に示すように、日
照量が大きい区間T2では太陽電池に余力があり、ほぼ
太陽電池から全電力が供給され、区間T1、T3のよう
に日照量が小さい区間では太陽電池からはほぼ日照変化
に見合った最大電力が供給され、不足分は図6(d)に
示すように商用電源から供給される。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、太陽電池
を用いた電源システムが、比較的簡単な回路で構成でき
るとともに、安定的に太陽電池の最大電力を取り出すこ
とができ、さらに太陽電池の出力不足時には連続的に商
用電源からバックアップすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の太陽電池電源の構成を示す回路ブロ
ック図である。
【図2】 太陽電池出力特性と商用電源電圧の関係を示
す図である。
【図3】 日照量に対する太陽電池特性と温度変化によ
る最大電力点変化を示す図である。
【図4】 本発明の太陽電池電源の他の実施例の構成を
示す回路ブロック図である。
【図5】 温度に対する最大電力電圧の関係を示す図で
ある。
【図6】 太陽電池出力と商用電源出力波形を説明する
図である。
【符号の説明】
1…商用電源、2…電圧調整回路、3…整流回路、4…
太陽電池、5…DC/AC変換回路、6,7…逆流防止
ダイオード、10…全波整流回路、11…位相制御回
路、12…平滑回路、13,14…逆流防止ダイオー
ド、15…DC/ACインバータ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用交流入力を整流して出力する商用電
    源出力端と太陽電池出力端とをそれぞれ逆流防止ダイオ
    ードを介して並列接続して商用電源と太陽電池とを直流
    連系させる電源方式であって、商用電源電圧を調整する
    電圧調整手段を備え、商用電源電圧を太陽電池最大電力
    点の電圧にほぼ等しく調整することを特徴とする太陽電
    池電源。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電源において、さらに温
    度センサを備え、温度センサ出力に応じて電圧調整手段
    を制御して電圧調整するようにしたことを特徴とする太
    陽電池電源。
JP3269600A 1991-10-17 1991-10-17 太陽電池電源 Pending JPH05108176A (ja)

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