JPS61154083A - 太陽電池アレイ保護回路 - Google Patents
太陽電池アレイ保護回路Info
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- JPS61154083A JPS61154083A JP59281128A JP28112884A JPS61154083A JP S61154083 A JPS61154083 A JP S61154083A JP 59281128 A JP59281128 A JP 59281128A JP 28112884 A JP28112884 A JP 28112884A JP S61154083 A JPS61154083 A JP S61154083A
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- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title abstract 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000003491 array Methods 0.000 description 5
- 241000981595 Zoysia japonica Species 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/04—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof adapted as photovoltaic [PV] conversion devices
- H01L31/042—PV modules or arrays of single PV cells
- H01L31/044—PV modules or arrays of single PV cells including bypass diodes
-
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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。
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］
この発明は、複数個の太陽電池セルを直並列に接続した
太陽電池アレイ回路の一部が影になった場合に太陽電池
セルの破損を防止する太ｌｌ′Ｒ池アレイ保護回路に関
する。
太陽電池アレイ回路の一部が影になった場合に太陽電池
セルの破損を防止する太ｌｌ′Ｒ池アレイ保護回路に関
する。
［発明の技術的背景とその問題点］
一般に複数個の太陽電池セルを直並列に接続した太陽電
池アレイ回路において、その回路の一部が影になった場
合、影になった太陽電池セルは逆バイアスされることに
なる。特に太陽電池アレイ電圧を高くするため太陽電池
セルの直列数を多くした場合に、その太陽電池アレイの
一部が影になると逆バイアス電圧が太陽電池セルの逆耐
圧電圧を越えて当該太陽電池セルは破損してしまうこと
になる。従来の方式においては、この破損を防止するた
めに、太陽電池アレイを第４図に示すように構成し、太
陽電池セルＳｔｔ〜Ｓ１４．・・・、５０１〜３ｎ４を
直並列接続してなる太陽電池アレイに対して各太陽電池
セル並列回路毎にダイオード０１１〜Ｄ１ｎを並列接続
し、影となった太陽電池セルに逆バイアスが印加される
ことを防止している。しかしながら、この方式では太陽
電池アレイにおける太陽電池セルの直舟数分のダイオー
ドが必要となり、影による太陽電池セルの破損防止機能
を持った太陽電池アレイの実現には複雑な実装技術を必
要とし、重量増加等の困難も多い。
池アレイ回路において、その回路の一部が影になった場
合、影になった太陽電池セルは逆バイアスされることに
なる。特に太陽電池アレイ電圧を高くするため太陽電池
セルの直列数を多くした場合に、その太陽電池アレイの
一部が影になると逆バイアス電圧が太陽電池セルの逆耐
圧電圧を越えて当該太陽電池セルは破損してしまうこと
になる。従来の方式においては、この破損を防止するた
めに、太陽電池アレイを第４図に示すように構成し、太
陽電池セルＳｔｔ〜Ｓ１４．・・・、５０１〜３ｎ４を
直並列接続してなる太陽電池アレイに対して各太陽電池
セル並列回路毎にダイオード０１１〜Ｄ１ｎを並列接続
し、影となった太陽電池セルに逆バイアスが印加される
ことを防止している。しかしながら、この方式では太陽
電池アレイにおける太陽電池セルの直舟数分のダイオー
ドが必要となり、影による太陽電池セルの破損防止機能
を持った太陽電池アレイの実現には複雑な実装技術を必
要とし、重量増加等の困難も多い。
ここで、上記太陽電池アレイの中の太陽電池セルが影に
なった場合の太陽電池セルへの逆バイアス防止の動作機
構について説明する。
なった場合の太陽電池セルへの逆バイアス防止の動作機
構について説明する。
まず、太陽電池アレイを使用した電源系は、第５図に示
すように、複数個の太陽電池アレイモジュール１１１〜
１１ｎを並列接続し、その発生電力をレギュレータ１２
で安定化した後、負荷１３に出力するように構成される
。ここで、上記各モジュール１１１〜１１ｎに流れる電
流をそれぞれ■１〜ｌｎとし、レギュレータ１２の入力
電圧をＶＢとし、その出力電圧をＶｔ、とし、負荷電流
をＩｔ、とする。
すように、複数個の太陽電池アレイモジュール１１１〜
１１ｎを並列接続し、その発生電力をレギュレータ１２
で安定化した後、負荷１３に出力するように構成される
。ここで、上記各モジュール１１１〜１１ｎに流れる電
流をそれぞれ■１〜ｌｎとし、レギュレータ１２の入力
電圧をＶＢとし、その出力電圧をＶｔ、とし、負荷電流
をＩｔ、とする。
このような電源系において、上記太陽電池アレイモジュ
ール１１１〜１１ｎの−っ１１１に第６図（ａ）に４並
列の太陽電池アレイのうち太陽電池セル１個に影ａが生
じた場合を示し、同図（ｂ）に影の部分を取出して考え
た場合を示す。すなわち、（ｂ）図中１１１ａは影ａが
生じていない部分の太陽電池セル回路、１１１ｂは影ａ
の生じている部分の太陽電池セル回路を示しており、上
記回路１１１ａは電圧Ｖｕ、電流Ｉυの電力Ｐｕを発生
し、回路１１１ｂは電圧Ｖ Ａ ｓ電流ＩＡの電力ＰＡ
を発生している。
ール１１１〜１１ｎの−っ１１１に第６図（ａ）に４並
列の太陽電池アレイのうち太陽電池セル１個に影ａが生
じた場合を示し、同図（ｂ）に影の部分を取出して考え
た場合を示す。すなわち、（ｂ）図中１１１ａは影ａが
生じていない部分の太陽電池セル回路、１１１ｂは影ａ
の生じている部分の太陽電池セル回路を示しており、上
記回路１１１ａは電圧Ｖｕ、電流Ｉυの電力Ｐｕを発生
し、回路１１１ｂは電圧Ｖ Ａ ｓ電流ＩＡの電力ＰＡ
を発生している。
そして、両回路（太陽電池アレイモジュール）１１１の
両端には他の太陽電池アレイモジュール１１２〜１１ｎ
により電圧Ｖａが印加されている。
両端には他の太陽電池アレイモジュール１１２〜１１ｎ
により電圧Ｖａが印加されている。
すなわち、（ｂ）図において、Ａ点における電流は太陽
電池セル１１１ｂに影ａが生じたことにより制限される
ので、Ｉｕの電流供給能力はあるがＩＡに制限されてＡ
点ではＩＡ−Ｉｕ−０となり、太陽電池アレイ１１１全
体の供給能力はＩＡで制限される。また、Ｂ点ではＩｕ
−１１＝０となり、１１によル）Ｌｔ−７＋７）電圧Ｇ
；ｔＶｘ ＋ Ｖｕ −Ｖａ −０が成立する。このよ
うな動作状態における電流電圧（１−Ｖ）特性は第７図
に示すようになる。尚、同図において、（１）は２並列
１５４直列の場合、（２は４並列１５４直列の場合につ
いて示しており、また（３は（１）の場合の１セルが影
となり逆バイアスされた場合の低逆漏れ電流発生時のＩ
−■特性、（勾は（１）の場合の高逆漏れ電流発生時の
１セルにおけるＩ−Ｖ特性、■は（２）の場合の低逆漏
れ電流発生時の３セルにおけるＩ−Ｖ特性、（６１は（
２）の場合の高逆漏れ電流発生時の３セルにおけるＩ−
Ｖ特性を示している。この図からも明らかなように、Ｉ
Ａ −Ｉｕ ＝ Ｉｔ 、ＶＡ ＝ＶＵ−ＶＢの等式が
成立し、ＶＡは逆バイアスとなる。
電池セル１１１ｂに影ａが生じたことにより制限される
ので、Ｉｕの電流供給能力はあるがＩＡに制限されてＡ
点ではＩＡ−Ｉｕ−０となり、太陽電池アレイ１１１全
体の供給能力はＩＡで制限される。また、Ｂ点ではＩｕ
−１１＝０となり、１１によル）Ｌｔ−７＋７）電圧Ｇ
；ｔＶｘ ＋ Ｖｕ −Ｖａ −０が成立する。このよ
うな動作状態における電流電圧（１−Ｖ）特性は第７図
に示すようになる。尚、同図において、（１）は２並列
１５４直列の場合、（２は４並列１５４直列の場合につ
いて示しており、また（３は（１）の場合の１セルが影
となり逆バイアスされた場合の低逆漏れ電流発生時のＩ
−■特性、（勾は（１）の場合の高逆漏れ電流発生時の
１セルにおけるＩ−Ｖ特性、■は（２）の場合の低逆漏
れ電流発生時の３セルにおけるＩ−Ｖ特性、（６１は（
２）の場合の高逆漏れ電流発生時の３セルにおけるＩ−
Ｖ特性を示している。この図からも明らかなように、Ｉ
Ａ −Ｉｕ ＝ Ｉｔ 、ＶＡ ＝ＶＵ−ＶＢの等式が
成立し、ＶＡは逆バイアスとなる。
第８図に第７図に基づいて図的に太陽電池アレイの２並
列のうち１個が影になった場合（３，（４）と、太陽電
池アレイの４並列のうち１個が影になった場合（５１ｉ
６の太陽電池の逆バイアス特性と、ＶＢ以上の太陽電池
アレイの特性（１）、（２１をそれぞれ重ね合わせて示
す。この図から明らかなように、それぞれ個々の太陽電
池セルの逆バイアス特性によって異なるが、２並列のセ
ルのうち１個が影になった場合はＱｌまたはＱｌの点の
逆バイアスがかかり、４並列のセルのうち１個が影にな
った場合はＱｌまたはＱ４の点の逆バイアスがなされる
ことになる。したがって、第８図に示す０１〜Ｑ４が太
陽電池セルの逆バイアスが許容される範囲内であれば、
太陽電池セルが破損することはない。
列のうち１個が影になった場合（３，（４）と、太陽電
池アレイの４並列のうち１個が影になった場合（５１ｉ
６の太陽電池の逆バイアス特性と、ＶＢ以上の太陽電池
アレイの特性（１）、（２１をそれぞれ重ね合わせて示
す。この図から明らかなように、それぞれ個々の太陽電
池セルの逆バイアス特性によって異なるが、２並列のセ
ルのうち１個が影になった場合はＱｌまたはＱｌの点の
逆バイアスがかかり、４並列のセルのうち１個が影にな
った場合はＱｌまたはＱ４の点の逆バイアスがなされる
ことになる。したがって、第８図に示す０１〜Ｑ４が太
陽電池セルの逆バイアスが許容される範囲内であれば、
太陽電池セルが破損することはない。
この逆バイアス防止のため、第４図に示したダイオード
による迂回回路を設けて太陽電池セルの破損を防止する
方式が従来方式として使用されてきたが、太陽電池セル
の直列数に相当するダイオードが必要となり、その数は
膨大となるので影による逆バイアス防止機能を持った太
陽電池アレイの製作には困難な面が多かった。
による迂回回路を設けて太陽電池セルの破損を防止する
方式が従来方式として使用されてきたが、太陽電池セル
の直列数に相当するダイオードが必要となり、その数は
膨大となるので影による逆バイアス防止機能を持った太
陽電池アレイの製作には困難な面が多かった。
［発明の目的］
この発明は上記のような問題を改善するためになされた
もので、迂回回路のダイオード数を大幅に低減すること
ができ、極めて簡単な構成で影による太陽電池セルの破
損防止を実施し得る太陽電池アレイ保護回路を提供する
ことを目的とする。
もので、迂回回路のダイオード数を大幅に低減すること
ができ、極めて簡単な構成で影による太陽電池セルの破
損防止を実施し得る太陽電池アレイ保護回路を提供する
ことを目的とする。
［発明の概要］
すなわち、この発明に係る太陽電池アレイ保護回路は、
複数個の太陽電池セルを直並列接続してなる太陽電池ア
レイに対して前記太陽電池セル並列回路の複数段毎にツ
ェナーダイオードを並列接続してなることを特徴とする
ものである。
複数個の太陽電池セルを直並列接続してなる太陽電池ア
レイに対して前記太陽電池セル並列回路の複数段毎にツ
ェナーダイオードを並列接続してなることを特徴とする
ものである。
［発明の実施例］
以下、第１図乃至第３図を参照してこの発明の一実施例
を詳細に説明する。但し、第１図乃至第３図において第
４図、第７図及び第８図と同一部分には同一符号を付し
て示し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
を詳細に説明する。但し、第１図乃至第３図において第
４図、第７図及び第８図と同一部分には同一符号を付し
て示し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
第１図はその構成を示すもので、この太陽電池アレイ保
護回路は、前記太陽電池セル３１１〜Ｓ１４゜・・・、
３ｎｌ〜３ｎ４からなる直並列回路に対し、複数の並列
回路毎にツェナーダイオードＤ２ｉ〜［）２ｎを並列接
続したものである。
護回路は、前記太陽電池セル３１１〜Ｓ１４゜・・・、
３ｎｌ〜３ｎ４からなる直並列回路に対し、複数の並列
回路毎にツェナーダイオードＤ２ｉ〜［）２ｎを並列接
続したものである。
すなわち、上記のような保護回路を設けた太陽電池アレ
イのＩ−Ｖ特性は第２図に示すようになり、その出力電
圧はツェナーダイオードＤ２１〜Ｄ２ｎ（ここではｎ−
２）が並列に接続された点で定電圧（この場合では３０
［Ｖ］のツェナーダイオードを使用）Ｖｚｌ、Ｖｚ２に
制限されることになる。そして、第８図に示したものと
同様に太陽電池アレイの２並列のうち１個が影になった
場合と、４並列のうち１個が影になった場合の太陽電池
アレイの逆バイアス特性は、並列に接続された定電圧に
制限された点で逆バイアスされることとなり、第３図中
点線（７）、（８）で示すようになって影になった部分
の逆バイアス点は従来の点０１〜Ｑ４が移動して点Ｑ１
−〜Ｑ４−に位置するようになる。これによって太陽電
池セルの逆耐圧バイアス以下に制限することができるよ
うになる。
イのＩ−Ｖ特性は第２図に示すようになり、その出力電
圧はツェナーダイオードＤ２１〜Ｄ２ｎ（ここではｎ−
２）が並列に接続された点で定電圧（この場合では３０
［Ｖ］のツェナーダイオードを使用）Ｖｚｌ、Ｖｚ２に
制限されることになる。そして、第８図に示したものと
同様に太陽電池アレイの２並列のうち１個が影になった
場合と、４並列のうち１個が影になった場合の太陽電池
アレイの逆バイアス特性は、並列に接続された定電圧に
制限された点で逆バイアスされることとなり、第３図中
点線（７）、（８）で示すようになって影になった部分
の逆バイアス点は従来の点０１〜Ｑ４が移動して点Ｑ１
−〜Ｑ４−に位置するようになる。これによって太陽電
池セルの逆耐圧バイアス以下に制限することができるよ
うになる。
したがって、上記のような太陽電池アレイ保護回路は、
並列接続するダイオードの数を大幅に低減することがで
き、重量軽減及び実装技術の簡易化を実現することがで
きる。
並列接続するダイオードの数を大幅に低減することがで
き、重量軽減及び実装技術の簡易化を実現することがで
きる。
尚、上記実施例では太陽電池セルが影になった場合につ
いて説明したが、太・陽電池セルの一部がオーブン故障
になった場合でも同様である。また、衛星用電源系に適
用することを目的としたが、地上用の太陽電池を使用し
た機器において、太陽電池セルが異物（例えば木の葉等
）により遮蔽された場合も同様に実現可能である。
いて説明したが、太・陽電池セルの一部がオーブン故障
になった場合でも同様である。また、衛星用電源系に適
用することを目的としたが、地上用の太陽電池を使用し
た機器において、太陽電池セルが異物（例えば木の葉等
）により遮蔽された場合も同様に実現可能である。
［発明の効果］
以上詳述したようにこの発明によれば、迂回回路のダイ
オード数を大幅に低減することができ、極めて簡単な構
成で影による太陽電池セルの破損防止を実施し得る太陽
電池アレイ保護回路を提供することができる。
オード数を大幅に低減することができ、極めて簡単な構
成で影による太陽電池セルの破損防止を実施し得る太陽
電池アレイ保護回路を提供することができる。
第１図はこの発明に係る太陽電池アレイ保護回路の一実
施例を示すブロック回路構成図、第２図及び第３図はそ
れぞれ同実施例の動作特性を示す特性図、第４図は従来
の太陽電池アレイ保護回路の構成を示すブロック回路図
、第５図は太陽電池アレイを使用した電源系の構成を示
すブロック回路図、第６図は上記電源系の太陽電池アレ
イの一部に影を生じた場合の動作を説明するための図、
第７図及び第８図はそれぞれ従来の太陽電池アレイ保護
回路の動作特性を示す特性図である。 Ｓ １１〜Ｓ １４． ・、 Ｓ ｎｌ 〜Ｓ ｎ４・
・・太陽電池セル、［）１１〜Ｑ１ｎ・・・ダイオード
、１１１芝１１ｎ・・・太陽電池アレイモジュール、１
２・・・レギュレータ、１３・・・負荷、Ｄ２１〜Ｑ２
ｎ・・・ツェナーダイオード。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１ 図 第３図 電圧［”Ｖ］ 第４図
施例を示すブロック回路構成図、第２図及び第３図はそ
れぞれ同実施例の動作特性を示す特性図、第４図は従来
の太陽電池アレイ保護回路の構成を示すブロック回路図
、第５図は太陽電池アレイを使用した電源系の構成を示
すブロック回路図、第６図は上記電源系の太陽電池アレ
イの一部に影を生じた場合の動作を説明するための図、
第７図及び第８図はそれぞれ従来の太陽電池アレイ保護
回路の動作特性を示す特性図である。 Ｓ １１〜Ｓ １４． ・、 Ｓ ｎｌ 〜Ｓ ｎ４・
・・太陽電池セル、［）１１〜Ｑ１ｎ・・・ダイオード
、１１１芝１１ｎ・・・太陽電池アレイモジュール、１
２・・・レギュレータ、１３・・・負荷、Ｄ２１〜Ｑ２
ｎ・・・ツェナーダイオード。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１ 図 第３図 電圧［”Ｖ］ 第４図
Claims (1)
- 複数個の太陽電池セルを直並列接続してなる太陽電池
アレイに対して前記太陽電池セル並列回路の複数段毎に
ツェナーダイオードを並列接続してなることを特徴とす
る太陽電池アレイ保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281128A JPS61154083A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 太陽電池アレイ保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59281128A JPS61154083A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 太陽電池アレイ保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61154083A true JPS61154083A (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=17634752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59281128A Pending JPS61154083A (ja) | 1984-12-26 | 1984-12-26 | 太陽電池アレイ保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61154083A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000315808A (ja) * | 1999-04-13 | 2000-11-14 | Angewandte Solarenergie Ase Gmbh | 太陽電池を備えた電力発生のための回路装置 |
| EP1610434A1 (de) * | 2004-06-21 | 2005-12-28 | Inventio AG | Schaltungsanordnung zur Begrenzung von Überspannungen bei Speichermodulen |
| US7414334B2 (en) | 2004-06-21 | 2008-08-19 | Inventio Ag | Circuit arrangement for limitation of over-voltages in energy storage modules |
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| CN104505412A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-04-08 | 连云港神舟新能源有限公司 | 一种具有拓扑结构的太阳能电池组件 |
| CN108172650A (zh) * | 2018-02-09 | 2018-06-15 | 赫里欧新能源科技（上海）有限公司 | 新型太阳能光伏组件及建筑光伏一体化组件 |
| CN110212051A (zh) * | 2019-07-18 | 2019-09-06 | 无锡鼎森茂科技有限公司 | 一种抗热斑单板块光伏组件 |
-
1984
- 1984-12-26 JP JP59281128A patent/JPS61154083A/ja active Pending
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| WO2021008573A1 (zh) * | 2019-07-18 | 2021-01-21 | 苏州携创新能源科技有限公司 | 一种抗热斑单板块光伏组件 |
| EP3985742A4 (en) * | 2019-07-18 | 2022-07-27 | Jiangsu Coop&Inno Green Energy Technology Co., Ltd | HOT SPOT RESISTANT SINGLE PLATE PHOTOVOLTAIC MODULE |
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