JPH06202745A - 太陽電池装置 - Google Patents
太陽電池装置Info
- Publication number
- JPH06202745A JPH06202745A JP34750892A JP34750892A JPH06202745A JP H06202745 A JPH06202745 A JP H06202745A JP 34750892 A JP34750892 A JP 34750892A JP 34750892 A JP34750892 A JP 34750892A JP H06202745 A JPH06202745 A JP H06202745A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solar cell
- solar battery
- circuit
- voltage
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- 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)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型で簡便な太陽電池装置へ太陽電池の最大
電力点を追尾する回路を容易に組み込むことができるよ
うに、太陽電池の動作点を補償するための温度センサや
補償回路等を全く不要とした太陽電池装置を提供するこ
と。 【構成】 太陽電池ＰＶと該太陽電池ＰＶの電力供給を
受ける負荷ＬＤとの間に、太陽電池ＰＶの動作電圧を常
に太陽電池ＰＶの最大電力点より低い電圧値に調節する
回路を設けたことを特徴とする。これにより、太陽電池
ＰＶの温度が上昇しても出力電圧の急激な落ち込みを極
力防止できる。また、小型・簡便であり効率の良好な信
頼性の高い優れた太陽電池装置を提供することができ
る。
電力点を追尾する回路を容易に組み込むことができるよ
うに、太陽電池の動作点を補償するための温度センサや
補償回路等を全く不要とした太陽電池装置を提供するこ
と。 【構成】 太陽電池ＰＶと該太陽電池ＰＶの電力供給を
受ける負荷ＬＤとの間に、太陽電池ＰＶの動作電圧を常
に太陽電池ＰＶの最大電力点より低い電圧値に調節する
回路を設けたことを特徴とする。これにより、太陽電池
ＰＶの温度が上昇しても出力電圧の急激な落ち込みを極
力防止できる。また、小型・簡便であり効率の良好な信
頼性の高い優れた太陽電池装置を提供することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばモータの回転や
ランプの点灯などを太陽電池を電源として行うような太
陽電池装置の改良に関する。
ランプの点灯などを太陽電池を電源として行うような太
陽電池装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】図４に示すように、太陽電
池の電圧−電流特性は照度に大きく依存するため、従来
より、太陽電池の発電電力を負荷である換気装置やポン
プ等の駆動用モータに供給するような場合、太陽電池の
出力と負荷との整合がうまくいかないことが多い。すな
わち、図における負荷曲線Ｌと各照度（照度大→照度
小；Ａ１→Ａ２→Ａ３）における電圧−電流曲線との交
点Ｘ１〜Ｘ３のそれぞれが、各照度における太陽電池の
最大電力点Ｐ１〜Ｐ３が一致しないことが多い。このた
め、太陽電池が発電できる能力を無駄にすることが多い
のである。
池の電圧−電流特性は照度に大きく依存するため、従来
より、太陽電池の発電電力を負荷である換気装置やポン
プ等の駆動用モータに供給するような場合、太陽電池の
出力と負荷との整合がうまくいかないことが多い。すな
わち、図における負荷曲線Ｌと各照度（照度大→照度
小；Ａ１→Ａ２→Ａ３）における電圧−電流曲線との交
点Ｘ１〜Ｘ３のそれぞれが、各照度における太陽電池の
最大電力点Ｐ１〜Ｐ３が一致しないことが多い。このた
め、太陽電池が発電できる能力を無駄にすることが多い
のである。
【０００３】そこで、このような問題を解消するため
に、太陽電池を常に最大電力点で動作できるように、最
大電力点を追尾する回路を太陽電池と負荷との間に設け
ることがある。ここで、このような回路は太陽電池の最
大電力点における動作電圧が広い照度範囲で同じ電圧特
性を示すという特徴を生かして、太陽電池電圧一定方式
と呼ばれるものとなっているのが一般的である。そして
さらに、太陽電池の出力電圧は温度に大きく依存するた
めに、太陽電池に温度センサを取付け、これによる補償
回路を上記最大電力点追尾回路に配線することにより、
太陽電池の表面温度に応じて動作電圧に補償を加える方
法が一般に行われる。すなわち、図５に示すように、温
度が上がってＴ３→Ｔ２→Ｔ１と変化して太陽電池の動
作点がＰ４→Ｐ７→Ｐ８のように低下しないように、補
償回路により太陽電池が常に最大電力点Ｐ５，Ｐ６と移
動するように追尾するのである。
に、太陽電池を常に最大電力点で動作できるように、最
大電力点を追尾する回路を太陽電池と負荷との間に設け
ることがある。ここで、このような回路は太陽電池の最
大電力点における動作電圧が広い照度範囲で同じ電圧特
性を示すという特徴を生かして、太陽電池電圧一定方式
と呼ばれるものとなっているのが一般的である。そして
さらに、太陽電池の出力電圧は温度に大きく依存するた
めに、太陽電池に温度センサを取付け、これによる補償
回路を上記最大電力点追尾回路に配線することにより、
太陽電池の表面温度に応じて動作電圧に補償を加える方
法が一般に行われる。すなわち、図５に示すように、温
度が上がってＴ３→Ｔ２→Ｔ１と変化して太陽電池の動
作点がＰ４→Ｐ７→Ｐ８のように低下しないように、補
償回路により太陽電池が常に最大電力点Ｐ５，Ｐ６と移
動するように追尾するのである。
【０００４】しかしながら、このような方法では温度セ
ンサが不可欠の構成要素となり、その取付けや補償回路
の配線等が煩雑となり問題であった。特に、太陽電池の
温度を正確に検出するために温度センサの太陽電池への
埋め込み等を慎重に行う必要がある上その作業は容易で
なく、従来より使用されている大変有用な最大電力点追
尾回路を小型で簡便な太陽電池装置へ組み込むことの最
大の阻害要因にもなっていた。
ンサが不可欠の構成要素となり、その取付けや補償回路
の配線等が煩雑となり問題であった。特に、太陽電池の
温度を正確に検出するために温度センサの太陽電池への
埋め込み等を慎重に行う必要がある上その作業は容易で
なく、従来より使用されている大変有用な最大電力点追
尾回路を小型で簡便な太陽電池装置へ組み込むことの最
大の阻害要因にもなっていた。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、小型で簡便な太陽電池装置へ
太陽電池の最大電力点を追尾する回路を容易に組み込む
ことができるように、太陽電池の動作点を補償するため
の温度センサや補償回路等を全く不要とした太陽電池装
置を提供することを目的とする。
太陽電池の最大電力点を追尾する回路を容易に組み込む
ことができるように、太陽電池の動作点を補償するため
の温度センサや補償回路等を全く不要とした太陽電池装
置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の太陽電池装置は、太陽電池と該太陽電池の
電力供給を受ける負荷との間に、太陽電池の動作電圧を
常に太陽電池の最大電力点より低い電圧値に調節する回
路を設けたことを特徴とする。
に、本発明の太陽電池装置は、太陽電池と該太陽電池の
電力供給を受ける負荷との間に、太陽電池の動作電圧を
常に太陽電池の最大電力点より低い電圧値に調節する回
路を設けたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成の太陽電池装置によれば、太陽電池側
の動作点は太陽電池の温度の上昇とともに図１に示すよ
うに変化するので、日射により太陽電池が温度上昇して
も、太陽電池の動作電圧はその温度における最大電力点
より低めに設定されているため、温度上昇に伴う出力の
低下は極力防止される。
の動作点は太陽電池の温度の上昇とともに図１に示すよ
うに変化するので、日射により太陽電池が温度上昇して
も、太陽電池の動作電圧はその温度における最大電力点
より低めに設定されているため、温度上昇に伴う出力の
低下は極力防止される。
【０００８】すなわち、図４に示すように、太陽電池の
最大電力点は定電流領域から開放電圧側（グラフの右
側）に向かって急激に電力が減少する曲線の肩あたりに
位置しているが、この最大電力点より短絡側（グラフの
左側）に動作点がある場合では、電圧の変化率に対する
電流の変化率が開放側の方が大きいため、得られる電力
が短絡側の方が多い。すなわち、図２に示すように、最
大電力点より短絡側と開放側とでは、同じ電圧幅で動作
点が変化しても電力低下率が低いことがわかる。
最大電力点は定電流領域から開放電圧側（グラフの右
側）に向かって急激に電力が減少する曲線の肩あたりに
位置しているが、この最大電力点より短絡側（グラフの
左側）に動作点がある場合では、電圧の変化率に対する
電流の変化率が開放側の方が大きいため、得られる電力
が短絡側の方が多い。すなわち、図２に示すように、最
大電力点より短絡側と開放側とでは、同じ電圧幅で動作
点が変化しても電力低下率が低いことがわかる。
【０００９】
【実施例】本発明に係る具体的な実施例を詳細に説明す
る。図３図に示すように、太陽電池ＰＶにはコンデンサ
Ｃ１、抵抗Ｒ１・Ｒ２、コントロール回路Ｂ、ダイオー
ドＤ、コンデンサＣ２、負荷ＬＤがそれぞれ並列に設け
られ、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間にコントロール回路Ｂ
が接続されて、太陽電池ＰＶの動作電圧を調節する回路
を構成している。
る。図３図に示すように、太陽電池ＰＶにはコンデンサ
Ｃ１、抵抗Ｒ１・Ｒ２、コントロール回路Ｂ、ダイオー
ドＤ、コンデンサＣ２、負荷ＬＤがそれぞれ並列に設け
られ、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間にコントロール回路Ｂ
が接続されて、太陽電池ＰＶの動作電圧を調節する回路
を構成している。
【００１０】また、抵抗Ｒ１とダイオードＤとの間には
トランジスタＴＲが設けられ、トランジタＴＲはコント
ロール回路Ｂにも接続されている。さらに、ダイオード
ＤとコンデンサＣ２との間にコイルＣＬが設けられてい
る。
トランジスタＴＲが設けられ、トランジタＴＲはコント
ロール回路Ｂにも接続されている。さらに、ダイオード
ＤとコンデンサＣ２との間にコイルＣＬが設けられてい
る。
【００１１】この太陽電池装置Ｓによれば、太陽電池Ｐ
Ｖで発生した電流はコンデンサＣ１に流れコンデンサＣ
１を充電するとともに、コントロール回路Ｂにてオン状
態にされたトランジタＴＲを通じてコイルＣＬに流れ込
み、負荷ＬＤを動作させる。ここで、コントロール回路
Ｂは一定周期でトランジタＴＲをオンオフ動作させるも
のであり、そのデューティ比は抵抗Ｒ１とＲ２とで分圧
された太陽電池ＰＶの電圧が一定となるように調節して
いる。すなわち、トランジタＴＲのオン時間が長いとコ
イルＣＬに流れ込む電流が徐々に増加し、太陽電池ＰＶ
の動作点がその最大電力点より短絡方向に向かって電圧
が下がり、トランジタＴＲをオフにすると電流が止まっ
て太陽電池の電圧が上昇する。このようにしてトランジ
タＴＲのデューティ比を調節することで、太陽電池ＰＶ
の動作電圧を一定に保つことができるのである。
Ｖで発生した電流はコンデンサＣ１に流れコンデンサＣ
１を充電するとともに、コントロール回路Ｂにてオン状
態にされたトランジタＴＲを通じてコイルＣＬに流れ込
み、負荷ＬＤを動作させる。ここで、コントロール回路
Ｂは一定周期でトランジタＴＲをオンオフ動作させるも
のであり、そのデューティ比は抵抗Ｒ１とＲ２とで分圧
された太陽電池ＰＶの電圧が一定となるように調節して
いる。すなわち、トランジタＴＲのオン時間が長いとコ
イルＣＬに流れ込む電流が徐々に増加し、太陽電池ＰＶ
の動作点がその最大電力点より短絡方向に向かって電圧
が下がり、トランジタＴＲをオフにすると電流が止まっ
て太陽電池の電圧が上昇する。このようにしてトランジ
タＴＲのデューティ比を調節することで、太陽電池ＰＶ
の動作電圧を一定に保つことができるのである。
【００１２】太陽電池の動作電圧は、例えば常温（20〜
30℃) におけるものより必ず低く設定されることが条件
であり、その設定電圧は実動作温度をｔ１、常温をｔ
２、実動作温度ｔ１での最大電力動作電圧をＶ１、常温
ｔ２での最大電力動作電圧をＶ２、太陽電池の直列素子
数をＮとすると、例えば簡易的に下記式（１）のように
計算される。
30℃) におけるものより必ず低く設定されることが条件
であり、その設定電圧は実動作温度をｔ１、常温をｔ
２、実動作温度ｔ１での最大電力動作電圧をＶ１、常温
ｔ２での最大電力動作電圧をＶ２、太陽電池の直列素子
数をＮとすると、例えば簡易的に下記式（１）のように
計算される。
【００１３】 Ｖ１＝Ｖ２−｛0.002 ×Ｎ（ｔ１−ｔ２）｝ ・・・ (1) なお、ここで比例定数0.002 は太陽電池素子がシリコン
太陽電池の場合に固有な値である。
太陽電池の場合に固有な値である。
【００１４】太陽電池ＰＶの動作電圧を、このようにし
て定めた電圧Ｖ１となるように、抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を
調節すれば、電圧Ｖ１は少なくとも地上の任意の温度範
囲において、太陽電池の最大電力点より短絡側の電圧と
なるので、太陽電池の大幅な出力低下が防止され、温度
センサや補償回路を全く不要とする太陽電池装置を提供
することができる。
て定めた電圧Ｖ１となるように、抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を
調節すれば、電圧Ｖ１は少なくとも地上の任意の温度範
囲において、太陽電池の最大電力点より短絡側の電圧と
なるので、太陽電池の大幅な出力低下が防止され、温度
センサや補償回路を全く不要とする太陽電池装置を提供
することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の太陽電池
装置によれば、常に太陽電池の電圧−電流特性曲線の最
大電力点より、短絡側で動作させることになり、太陽電
池の温度が上昇しても出力電圧の急激な落ち込みを極力
防止できる。また、従来のように温度補償する温度セン
サや補償回路等を付加する必要がなく、これら要素の設
置や配線が全く不要となるので、小型・簡便であり効率
の良好な信頼性の高い優れた太陽電池装置を提供するこ
とができる。
装置によれば、常に太陽電池の電圧−電流特性曲線の最
大電力点より、短絡側で動作させることになり、太陽電
池の温度が上昇しても出力電圧の急激な落ち込みを極力
防止できる。また、従来のように温度補償する温度セン
サや補償回路等を付加する必要がなく、これら要素の設
置や配線が全く不要となるので、小型・簡便であり効率
の良好な信頼性の高い優れた太陽電池装置を提供するこ
とができる。
【図１】太陽電池の電圧−電流特性の温度依存性を示す
グラフである。
グラフである。
【図２】太陽電池の電圧−電力特性を示すグラフであ
る。
る。
【図３】本発明に係る一実施例の電気回路図である。
【図４】太陽電池の電圧−電流特性の照度依存性を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】従来の太陽電池の最大電力点の追尾方法を説明
するグラフである。
するグラフである。
ＰＶ ・・・ 太陽電池 Ｃ１，Ｃ２ ・・・ コンデンサ Ｒ１，Ｒ２ ・・・ 抵抗 Ｂ ・・・ コントロール回路 Ｄ ・・・ ダイオード ＴＲ ・・・ トランジタ ＬＤ ・・・ 負荷
Claims (1)
- 【請求項１】 太陽電池と該太陽電池の電力供給を受け
る負荷との間に、前記太陽電池の動作電圧を常に太陽電
池の最大電力点より低い電圧値に調節する回路を設けた
ことを特徴とする太陽電池装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34750892A JPH06202745A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 太陽電池装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34750892A JPH06202745A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 太陽電池装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06202745A true JPH06202745A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18390705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34750892A Pending JPH06202745A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 太陽電池装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06202745A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998013918A1 (de) * | 1996-09-24 | 1998-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur energieversorgung von elektronischen auslöseeinrichtungen |
| WO2005112551A2 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Hansung Engineering Co. Ltd | Method for compensating for partial shade in photovoltaic power system |
| WO2008018250A1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Système de génération d'électricité photovoltaïque solaire, véhicule, procédé de commande de système de génération d'électricité photovoltaïque solaire, et support d'enregistrement lisible par ordinateur doté d'un programme pour amener l'ord |
| AT509824B1 (de) * | 2010-04-29 | 2014-02-15 | Werner Atzenhofer | Vorrichtung zur erzeugung thermischen energie |
| US9065336B2 (en) | 2013-06-26 | 2015-06-23 | Industrial Technology Research Institute | Maximum power point tracking method and apparatus |
| CZ309486B6 (cs) * | 2011-09-20 | 2023-02-22 | Váša Miroslav Ing. | Způsob předávání výkonu fotovoltaického generátoru do odporové zátěže a zařízení k provádění tohoto způsobu |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34750892A patent/JPH06202745A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998013918A1 (de) * | 1996-09-24 | 1998-04-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur energieversorgung von elektronischen auslöseeinrichtungen |
| US6150739A (en) * | 1996-09-24 | 2000-11-21 | Siemens Ag | Circuit configuration for supplying power to electronic tripping device |
| WO2005112551A2 (en) * | 2004-05-21 | 2005-12-01 | Hansung Engineering Co. Ltd | Method for compensating for partial shade in photovoltaic power system |
| WO2005112551A3 (en) * | 2004-05-21 | 2006-03-16 | Hansung Engineering Co Ltd | Method for compensating for partial shade in photovoltaic power system |
| WO2008018250A1 (fr) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Système de génération d'électricité photovoltaïque solaire, véhicule, procédé de commande de système de génération d'électricité photovoltaïque solaire, et support d'enregistrement lisible par ordinateur doté d'un programme pour amener l'ord |
| JP2008046751A (ja) * | 2006-08-11 | 2008-02-28 | Toyota Motor Corp | 太陽光発電システム、車両、太陽光発電システムの制御方法、およびその制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体 |
| AT509824B1 (de) * | 2010-04-29 | 2014-02-15 | Werner Atzenhofer | Vorrichtung zur erzeugung thermischen energie |
| CZ309486B6 (cs) * | 2011-09-20 | 2023-02-22 | Váša Miroslav Ing. | Způsob předávání výkonu fotovoltaického generátoru do odporové zátěže a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| US9065336B2 (en) | 2013-06-26 | 2015-06-23 | Industrial Technology Research Institute | Maximum power point tracking method and apparatus |
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