JPS6069720A - 太陽光発電システム - Google Patents

太陽光発電システム

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Publication number
JPS6069720A
JPS6069720A JP58176956A JP17695683A JPS6069720A JP S6069720 A JPS6069720 A JP S6069720A JP 58176956 A JP58176956 A JP 58176956A JP 17695683 A JP17695683 A JP 17695683A JP S6069720 A JPS6069720 A JP S6069720A
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JP
Japan
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current
solar
circuit
output
electromotive force
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Pending
Application number
JP58176956A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Ogawa
清 小川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6069720A publication Critical patent/JPS6069720A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は太陽電池の直流を所定の電力(二変換する太陽
光発電システムに係り、特に太陽電池の起電力を適切に
モニタし電力変換装置の起動を行う太陽光発電システム
に関する。
〔発明の技術的背景〕
太陽光の照射を受けて発電する太陽電池板は第1図f二
示すように太陽電池板の日射量と温度を成る値に一定と
したとき、出力電流Isが成る一定値以上に増加すると
出力電圧Vs、Fi急激に低下して行き零となる。また
、このような特性をもつ太陽電池の最大出力電力Pma
xは出力電流がIopのとき(−生じ、電力値はIop
とこのときの出力電圧Vopの積(二よって与えられる
太陽電池パネルはこの太陽電池板を〜一枚のパネル(=
40〜50の複数個取り付けたものを直列あるいは並列
口接続して構成される。例えば太陽電池パネルの構成は
第2図に示されるよう(二構成される。
図中、lは太陽電池板であり、太陽光の照射を受けると
、端子3(二正、端子4(二負の極性の起電力を発生し
、出力5を得る。第2図の構成の太陽電池パネル2は起
電状態では第3図(二示す回路で等測的に示される。こ
こで、第3図(二示す符号は第2図と同符号のものは、
同一機能を示すものである。この太陽電池パネル2は温
度を一定(例えば300°K)として日射量を変化させ
たとき(二おける出力電流Isと出力電圧Vsの関係曲
線は第4図(二示すように日射量の変化と共(二定化し
、最大出力点は図中点線で示す8曲線のよう(二定化す
る。従って今、日射量が5Q mW/crAのとき最大
出力を取り出しうるような抵抗を負荷として太陽電池パ
ネル2(二接続して運転していたとき、例えば天候の変
化により日射量が刃から100mW/att C二増加
したとき(二は、動作点は負荷特性曲線すと日射量犯の
ときの出力電流対出力電圧の関係曲線との交点人から、
日射量が100mW/dのときの出力電流対出力′電圧
の関係曲線との交点Bに移り、最早、最大出力を取り出
し得なくなる。また、日射量が50mW/ciから例え
ば1(ロ)W/mに減少したとき(二は、動作点はその
最大出力点から著しくはずれた点C(=移る。
このようC二日射量の変化(二伴い、出力が変動する太
陽電池パネル2を複数個用いて直並列接続することによ
って構成される太陽電池パネル群もその出力は日射量の
影響を受け易いみ従ってこのままでは太陽電池パネル群
から能率よく出力を取り出すことができないため、太1
@光発電システムは低効率のものとなる。ここで通常、
負荷としては]α流機器でろれば定′覗圧特性を必要と
するため、あるいは交流機器であれば直流を交流に変換
する必要があるため、第5図のよう4二太陽光発電器I
N+7出力はチョッパあるいはインバータから横J戊さ
れる電力変換装置13を介して負荷14(二接続される
第5図で太陽光発電器11は複数個の太陽電池パネル2
から構成される太陽電池パネル群であり、12は逆流防
止用ダイオードである。
〔背景技術の問題点〕
前述のよう々太陽光発電システムの起動(二際しては太
陽光発電器11の起電力が電力変換装置13を起動させ
る(二元分な起″岨力を有しているかを監視するため、
従来は太陽光発電器11の起電力を監視するモニタ回路
を太陽光発電器11に近接して設けておき、このモニタ
回路の出力が所定1′匝以上C二なったことを検出して
電力変換装置13を起動させる方法が考えられているう
このモニタ回路は第6図(=示すよう(二太陽光発辺器
11とは別に太陽電池パネル2又は太陽光の照射を計測
できる機器(二より構成されていた。ところが第6図の
ような構成は太陽光発電器11の真の起電力をモニタリ
ングすることはできない。例えば図中、太陽光発電器1
1が雲等(二より日射が妨げられ、モニタ回路21が日
射を受けている場合はモニタ回路21の出力(二より太
陽光発電器11の起電力が電力変換装置13を起動させ
る(二充分な起電力を有していると誤った判断をされて
しまい、起動条件が成立して電力変換装置13(二起動
指令が与えられてしまう。しかし、太陽光発電器]1は
電力変換装置13を起動するのに充分な起電力を有して
いないため、第4図の説明の中で示した動作点を著しく
はずれる制御がされてしまうため、電力変換装置】3の
運転ができないという欠点を生じる。この欠点は太陽光
発電器J1の規模が大きくなればなる程、生じ易く、起
動から運転をすることが雌しくなる。
〔発明の目的−〕
そこで本発明は従来方式のこの点(二かんがみ、電力変
換装置13の停止時(−は、太陽光発電器11の出力゛
を短絡する回路を設けることにより太陽光発電器11自
身の起電力をモニタし、電力変換装置13を起動するに
充分な起電力を有していることを確認した後に電力変換
装置13を確実に起動させることができる太陽光発電シ
ステムを提供することを。
その目的とする。
〔発明の概要〕 本発明はこの目的を達成するため(二太陽電池と該太陽
電池の直流出力を所定の直流電圧あるいは交流に変換す
る電力変換装置、から構成される太陽光発電システムに
おいて、該電力変換装置の停止時(二該太陽゛踵池を短
絡する回路と該短絡回路を流れる電流を検出する電流検
出器と該電流検出、器の出力が所定値に達したことを検
出する電流レベル検出回路を有し、該″電流レベル検出
回路の出力を該電力変換装置の起動信号とし、太1・送
光発電システムを起動させるようにした。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第7図、第8図を参照して説
明する。第7図は本発明のイ、′ζ成図でちり、第8図
は第7図の動作タイムチャートである。第7図、@8図
および以下のすべての図面において同一符号のものは同
一もしくは相当の機能を持つものである。
′fIJ7図と第5図とを比較してその異なる手段を述
べれば、従来の第5図では第6図に示すように電力変換
装置13の電源となる太陽光発電器11とは別(二、モ
ニタ回路2]の検出値(:より電力変換装置13を起動
させるのζ二対し、第7図では、太陽光発電器11の出
力に並列にスイッチ31と電流検出器32を直列接続し
た回路を設けておき、との電流検出器32の検出値(二
より電力変換装置13を起動させる点である。
すなわち、第7図の実施例において、電力変換装置13
の停止中は、スイッチ31を閉とし−Cおき、太陽光発
電器11の出力を短絡しておき、太陽光発電器11と逆
流防止用ダイオード12とスイッチ31と電流検出器3
2からなる閉回路を流れる短絡電流を電流検出器32に
より検出して、その電流検出信号321を電流レベル検
出回路33でレベル検出する。
ここで電流レベル検出回路33は、周知の比較器で良い
ので詳細な説明は省く。日射量が増加し、太陽光発電器
11の起電力が増大すると、第4図(二示す通り電流検
出器32を流れる短絡電流が増大する。
この電流検出器32の電流検出信号32Jを電流レベル
検出回路33で検出してその設定値すなイ)ち、太陽光
発電器11の起電力が電力変換装置13を起動させるの
に充分な値に達すると出力信号331が発生する。との
出力信号331が制御回路34の起動指令として与えら
れるとスイッチ31を開とすると回路に電力変換装置J
3にゲート信号341を有え、起動を行う。第8図は以
上説明したP)力作をタイムチャートで示したものであ
る。電力変換装置13を停止させる際(二は再びスイッ
チ31を閉とする操作をすれば良い。
つまり、電力変換装置工3の電源となる大陽光発電器1
1の起電力を直接モニタし、その検出レベルC二より、
電力変換装置13を起動するため、従来方式のようにモ
ニタ回路の検出値と太陽光発電器11の起電力との相違
を生じることがなく的確な起動を行うことができる。又
、従来方式のように太陽電池パネル2又は太陽光の照射
を計測できる機器のような高価なモニタ回路を必要とせ
ず、スイッチ31と従来一般(二使用される電流検出器
32で構成される安価な回路で実現することができる。
次(二、本発明の他の実施例について述べる。
第7図の実施例では、太陽光発電器11をスイッチ31
で短絡した際の短絡電流を検出する電流検出器32を太
陽光発電器11と並列にスイッチ31と直列(二なるよ
う(二設けたが、第9図に示すように通常!力変換装置
13の保護のため、ちるいは制御のために設けられる直
流電流検出器35(二対し、スイッチ31を電力変換装
置13の入力側(二設置すること(二より第7図の実施
例に示す電流検出器32の機能を直流電流検出器35に
兼用させることができる。第10図はこの時の動作をタ
イムチャートで示したものである。電流検出信号351
は電力変換装@13の起動・停止に勿係なし動作をして
いる点が第7図の実施例と異なる点で、更に安価なもの
とすることができる。
又、第7図の実施例では、電流レベル検出回路33(二
より、所定値を検出すると同時にスイッチ31を開とす
ると同時に電力変換装置13にゲート信号341を与え
て起動を行っている。すなわち、電流レベル検出回路3
3の出力信号331を電力変換装置13の起動指令とし
て用い℃いる。この起動方法は第11図に示す電流制御
形の電力変換装置131、例えば他励式インバータの場
合(二は適するが第12図(二示す電圧制御形の電力変
換装#132、例えば電圧制御形自励式インバータの場
合は、その動作上から直流回路にコンデンサ133が必
要なため、電力変換装置132の起動前にコンデンサ1
33を充電する必要が生じる。この場合は第13図に示
すよう(二、電流検出回路おが所定値を検出し、出力信
号331 により、スイッチ31を開とした後、コンデ
ンサ133の充電を要する時間十後(=電力変換装置1
32のゲート信号341を与えるようにすれば良い。
又、出力信号331を電力変換装置13の起動するため
の条件として制御回* 341m与え、図示されない外
部信号が与えられた時点でスイッチ31を開とし、更(
二重力変換装置13のゲiト信号341を与えるようC
二することもできる。
〔発明の効果〕
かくして本発明(二よれば、光起電力を有する太陽電池
とその直流出力を所定の直流電圧あるいは交流(二定換
する電力変換装置から構成される太陽光発電システムに
おいて、電力変換装置の停止時(=太陽電池を短絡する
短絡回路を流れる電流を検出して、太陽光発電器の起電
力を的確にとられ、電力変換装置を起動するため、高価
な起電力モニタ回路を必要とせず、モニタ回路と太陽光
発電器の起電力の相違によるシステム動作不良を生じる
こともなし、安定した起動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は太陽電池板の出力電流対出力電圧の関係特性図
、第2図は、太陽電池パネル構成図、第3図は第2図の
等価回路図、第4図は日射量が変化した時の太陽電池板
の出力電圧対出力電流特性図、第5図は太陽光発電シス
テムのブロック図、第6図は従来の太陽光発電装置の構
成図、第7図は本発明の一実施例を示す太陽光発電シス
テムのブロック図、第8図は第7図のタイムチャート、
第9図は本発明の他の実施例を示す太陽光発電システム
のブロック図、第10図は第9図の動作を説明するため
のタイムチャート、第11図は電流制御形電力変換装置
を示すブロック図、第12図は電圧制御形電力変換装置
を示すブロック図、第13図は本発明の他の実施例を示
すタイムチャートである。 ■・・・太陽電池板、′2・・・太陽電池パネル、3.
4・・・端子、 5・・・出力、 11・・・太陽光発電器、 12・・・逆流防止用ダイ
オード、工3・・・電力変換装置、 14・・・負荷。 21・・・モニタ回路、31・・・スイッチ、32・・
・電流検出器、321・・・電流検出信号、33・・・
電流レベル検出回路、331・・・出力信号、渕・・・
制御回路% 341・・・ゲート信号。 ill、112・・・直流入力、35・・・直流電流検
出器、351・・・電流検出信号、131,131・・
・電力変換装置。 (7317)代理人弁理士 則近点佑(ほか1名)第1
図 第3図 十 第4図 本り電圧(v) 第5図 太 第6図 第7図 第8図 スイ・・・テ3I −こヱーー「「フーーーーーケニト
イg号J4/−−−−−」−一−−−−−−−第9図 第10図 スイ・ノテ31 オフ オン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光起電力を有する太陽電池と該太陽電池の直流出力を所
    定の直流電圧あるいは交流(二変換する電力変換装置か
    ら構成される太陽光発電システム口おいて、該電力変換
    装置の停止時に該太陽電池を短絡する短絡回路と、該短
    絡回路を流れる電流を検出する電流検出器と、該電流検
    出器の出力が所定値に達したことを検出する電流レベル
    検出回路を有し、該電流レベル検出回路の出力信号を前
    記電力変換装置の起動信号として使用することを特徴と
    する太陽光発電システム。
JP58176956A 1983-09-27 1983-09-27 太陽光発電システム Pending JPS6069720A (ja)

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JP58176956A JPS6069720A (ja) 1983-09-27 1983-09-27 太陽光発電システム

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62293936A (ja) * 1986-06-11 1987-12-21 三菱電機株式会社 太陽光発電装置
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