JPS60170428A - Solar light generator - Google Patents

Solar light generator

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Publication number
JPS60170428A
JPS60170428A JP59023839A JP2383984A JPS60170428A JP S60170428 A JPS60170428 A JP S60170428A JP 59023839 A JP59023839 A JP 59023839A JP 2383984 A JP2383984 A JP 2383984A JP S60170428 A JPS60170428 A JP S60170428A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
solar cell
voltage
load
solar
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
Application number
JP59023839A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
忠夫 水谷
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP59023839A priority Critical patent/JPS60170428A/en
Publication of JPS60170428A publication Critical patent/JPS60170428A/en
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
    • 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
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、太陽電池で発生する電気エネルギーの余剰
分をバッテリーとはずみ車に蓄積し、必要に応じてこの
バッテリーならびにはずみ車に貯えられているエネルギ
ーを取シ出すことができる太陽光発電装置に関する。
[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] This invention stores excess electrical energy generated by solar cells in a battery and a flywheel, and uses the energy stored in the battery and flywheel as needed. The present invention relates to a solar power generation device from which solar power can be extracted.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

太陽電池を用いた発電装置は太陽光が不安定であるため
、出力される電力が一定しないのが最大の欠点である。
The biggest drawback of power generation devices using solar cells is that the output power is not constant because sunlight is unstable.

そのためバッテリーなどのエネルギー蓄積手段を設けて
余剰電力をこのバッテリーに蓄積しておく方法が一般的
である。
Therefore, a common method is to provide an energy storage means such as a battery and store surplus power in the battery.

第1図はバッテリーを使用した太陽光発電装置の従来例
を示す回路図であって、1なる太陽電池に太陽光が入射
されると光エネルギーは直流の電気エネルギーに変換さ
れる0この電気エネルギーは阻止ダイオード2を介して
負荷3に供給されるのであるが、この太陽電池1が負荷
3に供給する電気工ネルX゛−に余裕がある場合は、そ
の余剰分はバッテリー4を充電するのに用いられる。負
荷3が要求する電力が増大したとき、あるいは曇天や夜
間のように太陽電池1が出力する電力が減少f、fcは
零になると、バッテリー4に蓄えられていた電力を負荷
3に放出することで、天候に左右されることなく電力を
負荷3に連続的に供給することができる。
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional example of a solar power generation device using a battery, in which when sunlight enters a solar cell 1, the light energy is converted into direct current electrical energy. is supplied to the load 3 via the blocking diode 2, but if there is a margin in the electrical line used for. When the power required by the load 3 increases, or when the power output from the solar cell 1 decreases and f and fc become zero, such as on cloudy days or at night, the power stored in the battery 4 is released to the load 3. Therefore, electric power can be continuously supplied to the load 3 without being affected by the weather.

第2図は日射量をパラメータとする太陽電池1の出力特
性図であって、横軸は出力電圧をあられし、縦軸は出力
電流をあられしている。日射量が少ないときこの太陽電
池1の出力は曲#ABCで示されるが、日射量が増大す
れば曲線DEFの出力特性となり、更に日射量が増大す
れば曲線GHJの出力特性を示す。ここでB点とE点と
H点はそれぞれの日射量のときに当該太陽電池の出力が
最大になる点すなわち出力電圧と出力電流の積が最大に
なる点である。破線で示す曲線B EHはこの出力最大
の動作点を結んだものであって、電圧一定に近い曲線と
なる。バッテリー4を太陽電池1の出力に接続して使用
するとき、このバッテリー4の電圧もほぼ一定であって
好ましいことである0 しかしながら、たとえば日射量が大であれば太陽電池1
からは大きな電力が供給されるのであるが、負荷3の消
費電力が少ないとこのバッテリー4は過充電になるおそ
れがあるので、過充電防止器5をバッテリー4に並列に
接続しておく必要がある。この過充電防止器5は太陽電
池1によシ発電された余剰電力を抵抗などに消費させる
ようなされたものであるが、チョッパなどを内蔵させて
この消費電力を制御できるようにしておくこともある。
FIG. 2 is an output characteristic diagram of the solar cell 1 using the amount of solar radiation as a parameter, in which the horizontal axis represents the output voltage and the vertical axis represents the output current. When the amount of solar radiation is low, the output of this solar cell 1 is shown by the song #ABC, but as the amount of solar radiation increases, the output characteristic becomes curve DEF, and when the amount of solar radiation increases further, it shows the output characteristic of curve GHJ. Here, point B, point E, and point H are points where the output of the solar cell becomes maximum at each solar radiation amount, that is, the point where the product of output voltage and output current becomes maximum. A curve BEH shown by a broken line connects the operating points of the maximum output, and is a curve where the voltage is nearly constant. When the battery 4 is connected to the output of the solar cell 1 and used, the voltage of the battery 4 is also approximately constant, which is preferable. However, for example, if the amount of solar radiation is large, the solar cell 1
A large amount of power is supplied from the battery 4, but if the power consumption of the load 3 is low, this battery 4 may be overcharged, so it is necessary to connect an overcharge preventer 5 in parallel to the battery 4. be. This overcharge preventer 5 is designed to cause surplus power generated by the solar cell 1 to be consumed by a resistor, but it may also have a built-in chopper or the like to control this power consumption. be.

光 第1図に示す従来の太陽光発電装置では1層防止器5の
ように余剰電力を消費させるための余分な装置を必要と
するので設備が大きく高価になるばかりでなく太陽電池
1からの発生電力が有効利用されないという欠点を有す
る。
The conventional photovoltaic power generation device shown in FIG. This has the disadvantage that the generated power is not used effectively.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は小形安価であり、かつ太陽電池を最大出力点
で運転することで装置の利用効率を高めるとともに当該
太陽電池の発生電力を有効利用できるようなされている
太陽光発電装置を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a solar power generation device that is small and inexpensive, and is capable of increasing the utilization efficiency of the device by operating the solar cells at the maximum output point and effectively utilizing the power generated by the solar cells. purpose.

〔発明の要点〕[Key points of the invention]

この発明は、太@電池へ電力が逆流するのを阻止する阻
止ダイオードを介して負荷へ電力を供給するとともに、
この負荷に並列に可変電圧可変周波数の交流電力を出力
するVVVFインバータとバッテリーとを接続し、前記
のVVVFインバータからの交流電力ではずみ車を結合
した誘導電動機を駆動するように構成することにより、
前記バッテリーが過充電になる場合には、その剰分を運
動エネルギーのかたちではずみ車に蓄積しておき、必要
に応じて誘導電動機を回生制動運転することではずみ車
に蓄えている運動エネルギーを電気エネルギーに変換し
て負荷に供給しようとするものである。
This invention supplies power to a load via a blocking diode that prevents power from flowing back to the battery, and
By connecting a battery and a VVVF inverter that outputs variable voltage and variable frequency AC power in parallel to this load, and configuring the AC power from the VVVF inverter to drive an induction motor coupled to a flywheel,
When the battery becomes overcharged, the surplus is stored in the flywheel in the form of kinetic energy, and if necessary, the induction motor is operated with regenerative braking to convert the kinetic energy stored in the flywheel into electrical energy. The purpose is to convert the energy into

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第3図は本発明の実施例を示す回路図である。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

この第3図において1なる太陽電池は太陽光を受けて直
流電力を発生するのであるが、負荷側からこの太陽電池
1へ電力が逆流するのを阻止する阻止ダイオード2を介
して太陽電池1からの直流電力は負荷3に与えられる。
In FIG. 3, the solar cell 1 receives sunlight and generates DC power, but the power is transferred from the solar cell 1 via a blocking diode 2 that prevents power from flowing backwards from the load side to the solar cell 1. DC power is given to the load 3.

太陽電池1が発生する電力は前述の第2図に示すように
日射量に左右さ 5− おくために、太陽電池1が発生する電力のうちの余剰分
はバッテリー4と平滑コンデンサ11を介してトランジ
スタでなるVVVFインバータ12に与えられる。この
VVVFインバータ12は太 。
The power generated by the solar cell 1 depends on the amount of solar radiation as shown in Figure 2 above. The signal is applied to a VVVF inverter 12 consisting of a transistor. This VVVF inverter 12 is thick.

陽電池1からの直流電力を所望の電圧と周波数の交流電
力たとえば電圧と周波数の比が一定となるような交流電
力に変換されて誘導電動機13を駆動する。この誘導電
動機13にははずみ車14が結合されてお9、速度の2
乗に比例した運動エネルギーがこのはずみ車14に蓄え
られる。
The DC power from the solar cell 1 is converted into AC power of a desired voltage and frequency, such as AC power with a constant ratio of voltage and frequency, to drive the induction motor 13. A flywheel 14 is connected to this induction motor 13 and has a speed of 2.
Kinetic energy proportional to the power is stored in this flywheel 14.

太陽電池1の出力電圧は電圧検出器22にょシ絶縁され
た電圧実際値信号として検出されるのであるが、この電
圧実際値信号と電圧指令演算器21からの電圧目標値信
号とは、比例積分調節器でなる電圧調節器23に入力さ
れ、この両人力信号の偏差を零にする制御信号がこの電
圧調節器23から出力される。この電圧調節器23から
の出力信号は24なる電圧・周波数変換器と、25なる
関数発生器に入力され、電圧・周波数変換器24がらは
周波数指令信号が出方され、関数発生器256− からは電圧指令信号が出力される。この周波数指令信号
ならびに電圧指令信号はパルス幅変調回路26に入力さ
れ、ここでパルス幅変調されたのちベース駆動回路27
を経てVVVFインバータ12を構成している各トラン
ジスタをオン・オフさせることにより、誘導電動機13
f:所望の速度で運転させることができる。
The output voltage of the solar cell 1 is detected by the voltage detector 22 as an isolated voltage actual value signal, and this voltage actual value signal and the voltage target value signal from the voltage command calculator 21 are proportional integral A control signal is input to a voltage regulator 23 which is a regulator, and a control signal is output from the voltage regulator 23 to make the deviation between the two human power signals zero. The output signal from the voltage regulator 23 is input to a voltage/frequency converter 24 and a function generator 25, and the voltage/frequency converter 24 outputs a frequency command signal, which is output from the function generator 256-. A voltage command signal is output. The frequency command signal and the voltage command signal are input to the pulse width modulation circuit 26, where they are pulse width modulated and then the base drive circuit 27
By turning on and off each transistor constituting the VVVF inverter 12 through
f: The vehicle can be operated at a desired speed.

太陽電池1が発生する電力が最大となるときの出力電圧
は、日射量の大小には関係なくほぼ一定であるから電圧
指令演算器21として一定の電圧目標値信号を出力する
電圧設定器を所用してもよいが、太陽電池1をよシ高い
効率で運転し、最大電力を得るようにするためには第2
図の破線であられされている曲線BEHの特性を出力す
るようなされた電圧指令演算器21を使用する。これは
日射量の変化とともに出力信号が変化するようなされて
いる関数発生器により達成される。
Since the output voltage when the power generated by the solar cell 1 reaches its maximum is almost constant regardless of the amount of solar radiation, a voltage setting device that outputs a constant voltage target value signal is required as the voltage command calculator 21. However, in order to operate the solar cell 1 with higher efficiency and obtain maximum power, the second
A voltage command calculator 21 is used which outputs the characteristics of the curve BEH indicated by the broken line in the figure. This is achieved by a function generator whose output signal changes with changes in solar radiation.

日射量が減少し、あるいは負荷3に流入する電力が増大
して太陽電池1が供給する電力のみでは不足の場合、は
ずみ車14に蓄えられている運動エネルギーは誘導電動
機13とVVVFインバータ12を介して負荷3に電気
エネルギーとして与えられる。このときVVVFインバ
ータ12の交流側電圧と周波数の比をたとえは一定にす
ることで直流側電圧をほぼ一定に制御することができる
など、とのVVVFインバータ12を制御することで直
流側電圧を自由にコントロールできるので、バッテリー
4を浮動充電しながら太陽電池1をその最大出力動作点
で動作させることができるばかシでなく、バッテリー4
を均等充電しながら太陽電池1の出力が最大になるよう
に運転することもできる。
When the amount of solar radiation decreases or the power flowing into the load 3 increases and the power supplied by the solar cell 1 is insufficient, the kinetic energy stored in the flywheel 14 is transferred via the induction motor 13 and the VVVF inverter 12. It is given to the load 3 as electrical energy. At this time, by controlling the VVVF inverter 12, for example, by keeping the ratio of the AC side voltage and frequency constant, the DC side voltage can be controlled to be almost constant. This allows the solar cell 1 to operate at its maximum output operating point while floating charging the battery 4.
It is also possible to operate so that the output of the solar cell 1 is maximized while uniformly charging the solar cell 1.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば太陽電池が発生する電力は負荷とバッ
テリーとVVVFインバータとに与えられ、VVV F
インバータははずみ車を駆動する誘導電動機に交流電力
を与えるよう構成されている。このようになされている
太陽光発電装置では、負荷に供給する電力に余剰があれ
ば、その余剰電力はバッテリーには化学エネルギーのか
たちでまたはずみ車には運動エネルギーのかたちで蓄え
られ、負荷に供給する電力が不足すればこの蓄積エネル
ギーを放出してまかなうのであるが、VVVFインバー
タを適正に制御すれば直流側電圧をはは一定に制御する
ことが可能であp、バッテリーを浮動充電あるいは均等
充電しながら太陽電池をその最大出力動作点で動作させ
ることができるので、設備とエネルギーの有効利用が図
れる。
According to this invention, the power generated by the solar cell is given to the load, the battery, and the VVVF inverter, and the VVVF
The inverter is configured to provide alternating current power to the induction motor that drives the flywheel. In a solar power generation device constructed in this way, if there is a surplus of electricity supplied to the load, that surplus electricity is stored in the battery in the form of chemical energy or in the flywheel in the form of kinetic energy, and then supplied to the load. If there is a shortage of electric power, this stored energy is released to make up for it, but if the VVVF inverter is controlled properly, it is possible to control the DC side voltage to a constant level, and the battery can be charged using floating charge or equal charge. However, since the solar cells can be operated at their maximum output operating point, equipment and energy can be used more effectively.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は太陽光発電装置の従来例を示す回路図であシ、
第2図は太陽電池の出力特性図、第3図は本発明の実施
例を示す回路図である。 1・・・・・・太陽電池、2・・・・・・阻止ダイオー
ド、3・・・・・・負荷、4・・・・・・バッテリー、
5・・・・・・過充電防止器、11・・・・・・平滑コ
ンデンサ、12・・・・・・VVVF インバータ、1
3・・・・・・誘導電動機、14・・・・・・はずみ車
、21・・・・・・電圧指令演算器、22・・・・・・
電圧検出器、23・・・・・・電圧調節器、24・・・
・・・電圧・周波数変換器、25・・・関数発生器、2
6・・・・・・パルス幅変調回路、27・・・・・・7
1図 −〉出力屹圧
Figure 1 is a circuit diagram showing a conventional example of a solar power generation device.
FIG. 2 is an output characteristic diagram of a solar cell, and FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 1...Solar cell, 2...Blocking diode, 3...Load, 4...Battery,
5... Overcharge preventer, 11... Smoothing capacitor, 12... VVVF inverter, 1
3... Induction motor, 14... Flywheel, 21... Voltage command calculator, 22...
Voltage detector, 23... Voltage regulator, 24...
...Voltage/frequency converter, 25...Function generator, 2
6...Pulse width modulation circuit, 27...7
Figure 1 -> Output pressure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 太陽光を受けて直流電力を発生する太陽電池と、該太陽
電池へ電力が逆流するのを阻止する阻止ダイオードと、
該阻止ダイオードを介して前記太陽電池からの直流電力
を受ける負荷と、該負荷に並列接続されるバッテリーと
、前記負荷に並列に接続されて直流電力を可変電圧可変
周波数の交流電力に変換するVVVFインバータと、該
インバータの交流側に接続される誘導機と、該誘導機に
結合されるはずみ車とを備えてなる太陽光発電装置。
A solar cell that receives sunlight and generates DC power; a blocking diode that prevents power from flowing back to the solar cell;
A load that receives DC power from the solar cell through the blocking diode, a battery connected in parallel to the load, and a VVVF connected in parallel to the load to convert DC power into variable voltage variable frequency AC power. A solar power generation device comprising an inverter, an induction machine connected to the AC side of the inverter, and a flywheel coupled to the induction machine.
JP59023839A 1984-02-10 1984-02-10 Solar light generator Pending JPS60170428A (en)

Priority Applications (1)

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JP59023839A JPS60170428A (en) 1984-02-10 1984-02-10 Solar light generator

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JP59023839A JPS60170428A (en) 1984-02-10 1984-02-10 Solar light generator

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Publication Number Publication Date
JPS60170428A true JPS60170428A (en) 1985-09-03

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ID=12121561

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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JP (1) JPS60170428A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63294222A (en) * 1987-05-25 1988-11-30 Sharp Corp Composite type optical power generating system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63294222A (en) * 1987-05-25 1988-11-30 Sharp Corp Composite type optical power generating system

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