JPS6180315A - 太陽電池の出力電力制御装置 - Google Patents
太陽電池の出力電力制御装置Info
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- JPS6180315A JPS6180315A JP59201353A JP20135384A JPS6180315A JP S6180315 A JPS6180315 A JP S6180315A JP 59201353 A JP59201353 A JP 59201353A JP 20135384 A JP20135384 A JP 20135384A JP S6180315 A JPS6180315 A JP S6180315A
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- power
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic 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
- G05F1/66—Regulating electric power
- G05F1/67—Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
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- 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
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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〕
本発明は太陽電池の出力電力制御装置、特に太陽光量、
温度等の自然条件の変動に応じて最大電力を出力するよ
うに制御する太陽電池の出力電力制御装置に関する。
温度等の自然条件の変動に応じて最大電力を出力するよ
うに制御する太陽電池の出力電力制御装置に関する。
近年、太陽電池により太陽エネルギを電力に変換して利
用するシステムが実用に供されるようになってきている
。太陽エネルギを効率良く電力に変換して取り出すため
には、太陽電池の最大出力電力制御を行なう必要がある
。ポンプ、ブ［コア。
用するシステムが実用に供されるようになってきている
。太陽エネルギを効率良く電力に変換して取り出すため
には、太陽電池の最大出力電力制御を行なう必要がある
。ポンプ、ブ［コア。
ファン等を動かづ交流電動（本川の可変周波数インバー
タを太陽電池により駆動する従来の回路を第５図に示す
。太陽電池１は逆流閉止用ダイオード２、平滑リアク１
〜ル３を介して可変周波数インバータ５に直流電力を供
給し、インバータ５は可変周波数の交流電圧を交流電動
機６に印加してその速度を制御Ｊる。インバータ５はジ
ャイアント１ヘランジスタ等の半導体スイッチング素子
ＧＵ〜。
タを太陽電池により駆動する従来の回路を第５図に示す
。太陽電池１は逆流閉止用ダイオード２、平滑リアク１
〜ル３を介して可変周波数インバータ５に直流電力を供
給し、インバータ５は可変周波数の交流電圧を交流電動
機６に印加してその速度を制御Ｊる。インバータ５はジ
ャイアント１ヘランジスタ等の半導体スイッチング素子
ＧＵ〜。
ＧＺ１ダイオードＤ ＋１〜Ｄ７＠で構成され、パルス
状に電力を消費するのでその入力端には］ンデンザ４が
設（）られ、この］］ンデンリーと平滑りアクドル３に
より太陽電池の出力電流リップルを抑制すると共にザー
ジ電圧を抑制している。太陽電池１の出ノ〕電圧Ｖ８と
出力電流Ｉ８はそれぞれ電圧検出回路８と電流検出回路
って検出され、最大電力制御回路１０に７３えられる。
状に電力を消費するのでその入力端には］ンデンザ４が
設（）られ、この］］ンデンリーと平滑りアクドル３に
より太陽電池の出力電流リップルを抑制すると共にザー
ジ電圧を抑制している。太陽電池１の出ノ〕電圧Ｖ８と
出力電流Ｉ８はそれぞれ電圧検出回路８と電流検出回路
って検出され、最大電力制御回路１０に７３えられる。
最大電力制御回路１０はインパーク制御回路１１に制御
信号を与え、インバータ５が最大電力を出力するように
制御する。
信号を与え、インバータ５が最大電力を出力するように
制御する。
一般に太陽電池は照射光量の変化によって出力が大きく
変動する。第６図に一般に知られている太陽電池の代表
的な出ノ〕特性を示す。叩ノ５、光度Ｅ 、Ｅ 、
−、Ｅ （Ｅ ＞Ｅ２＞−＞Ｅｎ＞１ ２
ｎ １ をパラメータとして出力電流Ｉ８に対する出力電圧Ｖ８
（実１線）および出力電力Ｐ８ （破線）の特性を示
す。また、一点鎖線は出力ミノ］ Ｐ ３が最大になる
点ＰＩＩｌａｘを各照度についてプロットしたものであ
り、■ｌｌ１ａｘは４画した照度範囲内における点Ｐ
のとる最高電圧、■ｍｉｎは同じく最低電ｍａ× 圧である。上記の出力特性を有する太陽電池を電源とし
て可変周波数インバータを運転するときは、太陽電池か
らの出力電力が最大（Ｐｍａｘ）となるような周波数制
御が行なわれる。可変周波数インバータ５で駆動される
交流電動機６の負荷がポンプ、ブロア、ファン等負荷１
−ルクが回転速度に応じて増加する負荷の場合は、周波
数を増加させると交流電動機６の速度および出力が増加
し、太陽電池１の出力電流Ｉ８も増加する。インバータ
５の制御は一般に電圧／周波数の比Ｖ／Ｆを一定（磁束
一定）に維持するように行なわれるので、負荷ｉ−ルク
が回転速度に対して一定の場合あるいは回転速度の一乗
以上に比例する場合は、インバータ５の周波数の増加に
応じて太陽電池１の出力電力も増大する。しかし、太陽
電池１の最大出力電力Ｐｍａｘにおりる出力電流Ｉｓを
越えて周波数を増大させると第６図に示すように太陽電
池１の出力ミノｒＰ３は急激に低下する。
変動する。第６図に一般に知られている太陽電池の代表
的な出ノ〕特性を示す。叩ノ５、光度Ｅ 、Ｅ 、
−、Ｅ （Ｅ ＞Ｅ２＞−＞Ｅｎ＞１ ２
ｎ １ をパラメータとして出力電流Ｉ８に対する出力電圧Ｖ８
（実１線）および出力電力Ｐ８ （破線）の特性を示
す。また、一点鎖線は出力ミノ］ Ｐ ３が最大になる
点ＰＩＩｌａｘを各照度についてプロットしたものであ
り、■ｌｌ１ａｘは４画した照度範囲内における点Ｐ
のとる最高電圧、■ｍｉｎは同じく最低電ｍａ× 圧である。上記の出力特性を有する太陽電池を電源とし
て可変周波数インバータを運転するときは、太陽電池か
らの出力電力が最大（Ｐｍａｘ）となるような周波数制
御が行なわれる。可変周波数インバータ５で駆動される
交流電動機６の負荷がポンプ、ブロア、ファン等負荷１
−ルクが回転速度に応じて増加する負荷の場合は、周波
数を増加させると交流電動機６の速度および出力が増加
し、太陽電池１の出力電流Ｉ８も増加する。インバータ
５の制御は一般に電圧／周波数の比Ｖ／Ｆを一定（磁束
一定）に維持するように行なわれるので、負荷ｉ−ルク
が回転速度に対して一定の場合あるいは回転速度の一乗
以上に比例する場合は、インバータ５の周波数の増加に
応じて太陽電池１の出力電力も増大する。しかし、太陽
電池１の最大出力電力Ｐｍａｘにおりる出力電流Ｉｓを
越えて周波数を増大させると第６図に示すように太陽電
池１の出力ミノｒＰ３は急激に低下する。
この太陽電池の出力特性を考慮して日照条件等の自然現
象により大きく変動する太陽エネルギを最大限に効率に
り利用するために、最大電力制御回路１０を用いて太陽
電池の最大型ツノ出力点Ｐ の追従制御が行なわれて
いる。第７図は最ａＸ 大電力制御回路１０の一例を示す回路図である。
象により大きく変動する太陽エネルギを最大限に効率に
り利用するために、最大電力制御回路１０を用いて太陽
電池の最大型ツノ出力点Ｐ の追従制御が行なわれて
いる。第７図は最ａＸ 大電力制御回路１０の一例を示す回路図である。
太陽電池１の出力電圧■８と出ノＪ電流Ｉ８はそれぞれ
バッファアンプ１２．１３を介して乗算器１４に与えら
れ、ここで太陽電池の出力電力Ｐ８が演算される。この
出力型ノコ信号Ｐ８はＡ／Ｄ変換器１５によりデジタル
値に変換されてマイクロコンピュータ１７の入力ポート
Ｐ１に与えられる。
バッファアンプ１２．１３を介して乗算器１４に与えら
れ、ここで太陽電池の出力電力Ｐ８が演算される。この
出力型ノコ信号Ｐ８はＡ／Ｄ変換器１５によりデジタル
値に変換されてマイクロコンピュータ１７の入力ポート
Ｐ１に与えられる。
また、太陽電池の出力電圧Ｖ８もＡ／Ｄ変換器１６によ
りデジタル値に変換されてマイクロコンピュータ１７の
入力ポートＰ１に与えられる。
りデジタル値に変換されてマイクロコンピュータ１７の
入力ポートＰ１に与えられる。
Ａ／Ｄ変換器１５および１６の各チップセレクト端子Ｃ
８にはマイクロコンピュータ１７の出ノ〕ボートＰ２．
１．Ｐ２．２からの制御信号が与えられ、Ａ／Ｄ変換器
１５および１６のどちらか一方が選択されてマイクロコ
ンピュータ１７の入カポ−１〜Ｐ１にデジタル信号が与
えられる。マイクロコンビコータ１７は後述する制御お
よび判定を行って周波数基準信号をデジタル値で出ノ〕
端子ＤＢから出力し、Ｄ／Ａ変換器１８を介してアナロ
グ量の周波数基準信号Ｆ□をインバータ制御回路１１に
与える。インバータ制御回路１１は周波数基準信号Ｆ）
Ｉを入力し、Ｖ／Ｆ制御、ＰＷＭ制御等による可変周波
数の制御信号を出力してインバータ５を制御し、交流電
動機６を駆動する。
８にはマイクロコンピュータ１７の出ノ〕ボートＰ２．
１．Ｐ２．２からの制御信号が与えられ、Ａ／Ｄ変換器
１５および１６のどちらか一方が選択されてマイクロコ
ンピュータ１７の入カポ−１〜Ｐ１にデジタル信号が与
えられる。マイクロコンビコータ１７は後述する制御お
よび判定を行って周波数基準信号をデジタル値で出ノ〕
端子ＤＢから出力し、Ｄ／Ａ変換器１８を介してアナロ
グ量の周波数基準信号Ｆ□をインバータ制御回路１１に
与える。インバータ制御回路１１は周波数基準信号Ｆ）
Ｉを入力し、Ｖ／Ｆ制御、ＰＷＭ制御等による可変周波
数の制御信号を出力してインバータ５を制御し、交流電
動機６を駆動する。
第８図は第７図におけるマイクロコンピュータ１７の機
能ブロック図である。以下第８図を参照しながら、従来
のｊ」１力雷ノｊ制御方法について説明する。まず、電
動機を起動するときは所定の周波数ｆを用い、起動が完
了すると太陽電池出力電圧Ｖ８と出力電力Ｐ８をブロッ
ク２１で読込み、電圧判定ブロック２３で■８の電圧範
囲を判定する。
能ブロック図である。以下第８図を参照しながら、従来
のｊ」１力雷ノｊ制御方法について説明する。まず、電
動機を起動するときは所定の周波数ｆを用い、起動が完
了すると太陽電池出力電圧Ｖ８と出力電力Ｐ８をブロッ
ク２１で読込み、電圧判定ブロック２３で■８の電圧範
囲を判定する。
ブロック２５では、Ｖ ＞Ｖ またはＶｓ〈Ｓ
ｍａｘ ■ ・ であれば周波数変化幅として八ｆ２を選択１ｎ し、Ｖ ≧Ｖ８≧■ｍｉｎであれば周波数変化幅ｍａ
× としてへｆ７！！−選択する。但しここでΔｆ１＜△ｆ
である。選択されたΔｆ１またはΔｆ２はそれぞれ加
減算ブロック２６．２７に与えられる。
ｍａｘ ■ ・ であれば周波数変化幅として八ｆ２を選択１ｎ し、Ｖ ≧Ｖ８≧■ｍｉｎであれば周波数変化幅ｍａ
× としてへｆ７！！−選択する。但しここでΔｆ１＜△ｆ
である。選択されたΔｆ１またはΔｆ２はそれぞれ加
減算ブロック２６．２７に与えられる。
電圧がＶ ＞Ｖ またはＶ８〈ＶＩＩｌｉｏの範
囲でｓ ｍａｘ ある場合は△ｆ２加減算ブロック２７で周波数丁が八ｆ
２だｃノ増減さｈ相い制御が行われ、一方、電圧Ｖ が
Ｖ ≧Ｖｓ≧Ｖｍｉｎの範囲である場Ｓ ｍ
ａｘ 合はΔｆ１加減算ブロック２６で周波数ｆが八ｆ１だ【
Ｊ増減され密な制御が行われる。この増減された信号は
、加減篇周波数出カブロック２８を軽でインバータ周波
数基準ＦＭとして出力される。一方ブロック２１で読込
まれた出力電力Ｐ８は電力増減判定ブロック２２でその
増減が判別され、Δｆ ”ｒＷ定ツブロック２４よび
Δｆ１加減棹ブロックを介して出力周波数ｆをΔｆ１だ
け増減し、加減算周波数出力ブロック２８から「いどし
て出力する。ブロック２７では、Ｖｓ＞ＶＩＩ１８、ま
たはＶｓ＜Ｖｌｏであれば、ブロック２７の出力をブロ
ック２６の出力より優先してインバータ周波数基準ＦＨ
とする。
囲でｓ ｍａｘ ある場合は△ｆ２加減算ブロック２７で周波数丁が八ｆ
２だｃノ増減さｈ相い制御が行われ、一方、電圧Ｖ が
Ｖ ≧Ｖｓ≧Ｖｍｉｎの範囲である場Ｓ ｍ
ａｘ 合はΔｆ１加減算ブロック２６で周波数ｆが八ｆ１だ【
Ｊ増減され密な制御が行われる。この増減された信号は
、加減篇周波数出カブロック２８を軽でインバータ周波
数基準ＦＭとして出力される。一方ブロック２１で読込
まれた出力電力Ｐ８は電力増減判定ブロック２２でその
増減が判別され、Δｆ ”ｒＷ定ツブロック２４よび
Δｆ１加減棹ブロックを介して出力周波数ｆをΔｆ１だ
け増減し、加減算周波数出力ブロック２８から「いどし
て出力する。ブロック２７では、Ｖｓ＞ＶＩＩ１８、ま
たはＶｓ＜Ｖｌｏであれば、ブロック２７の出力をブロ
ック２６の出力より優先してインバータ周波数基準ＦＨ
とする。
次に第９図および第１０図に示づ流り図を用いてこのマ
イクロコンビコータ１７の動Ｖ「を説明する。まず所定
の周波数ｆで電動機を起動する（ステップＳ１）。続い
て太陽電池出力電圧Ｖ８おＪ、び出力電力Ｐ８を読込み
（ステップＳ２）、太陽電池出力電圧Ｖ８を判別しくス
テップＳ３）、■ が設定範囲Ｖ ≧■８≧Ｖｍｉｎ
にあれば周ｓ ｍａｘ 波数波数へｆ１だ（）増加さゼて（ステップＳ４）、再
度電圧Ｖ８をヂ■ツクしくステップＳ６゜Ｓ７）、■
が設定範囲■ ≧Ｖ８≧Ｖｍｉｎにｓ
ｍａｘ あれば出力電力ＰｓをヂエツクしくステップＳ８）、出
力電力が増加したとき（ま再度周波数を八ｆ１だけ増加
させる（ステップＳ３．Ｓ４）。
イクロコンビコータ１７の動Ｖ「を説明する。まず所定
の周波数ｆで電動機を起動する（ステップＳ１）。続い
て太陽電池出力電圧Ｖ８おＪ、び出力電力Ｐ８を読込み
（ステップＳ２）、太陽電池出力電圧Ｖ８を判別しくス
テップＳ３）、■ が設定範囲Ｖ ≧■８≧Ｖｍｉｎ
にあれば周ｓ ｍａｘ 波数波数へｆ１だ（）増加さゼて（ステップＳ４）、再
度電圧Ｖ８をヂ■ツクしくステップＳ６゜Ｓ７）、■
が設定範囲■ ≧Ｖ８≧Ｖｍｉｎにｓ
ｍａｘ あれば出力電力ＰｓをヂエツクしくステップＳ８）、出
力電力が増加したとき（ま再度周波数を八ｆ１だけ増加
させる（ステップＳ３．Ｓ４）。
逆に出力電力が増加しないどきは周波数ｆを八ｆ１だり
減少さ１！（ステップＳ９）、同様の手順（ステップ８
１１〜５１４）を行う。一方、電圧■ が設定範囲外す
なわちＶＳ＞ＶｍａｘまたはＶＳくＶ＋ｕｉｎであれば
（ステップＳ５．Ｓｈｏ。
減少さ１！（ステップＳ９）、同様の手順（ステップ８
１１〜５１４）を行う。一方、電圧■ が設定範囲外す
なわちＶＳ＞ＶｍａｘまたはＶＳくＶ＋ｕｉｎであれば
（ステップＳ５．Ｓｈｏ。
５１４）、第１０図のサブルーチンに示すＪ：うにＶＳ
〉Ｖｍａｘのとぎは周波数ｆをΔｆ２だ（プ増加させ（
ステップＳ１５，８１６）、Ｖ８くＶＩＩｌｉｊｌのと
きは△ｆ２だ（Ｊ減少させる（ステップＳ１５゜５１７
）。以上のにうに、太陽電池の出力電圧が設定範囲外で
あればインバータ周波数を大きく変化させて太陽電池を
最大出力電力点に急速に接近させるにうな制御が行われ
る。
〉Ｖｍａｘのとぎは周波数ｆをΔｆ２だ（プ増加させ（
ステップＳ１５，８１６）、Ｖ８くＶＩＩｌｉｊｌのと
きは△ｆ２だ（Ｊ減少させる（ステップＳ１５゜５１７
）。以上のにうに、太陽電池の出力電圧が設定範囲外で
あればインバータ周波数を大きく変化させて太陽電池を
最大出力電力点に急速に接近させるにうな制御が行われ
る。
しかしながら上記従来の最大電力 ｆｌｉｎｔ御方法に
は、次のような問題がある。太陽電池出力特性は、一般
に照射光重だけでなく周囲温度にも著しく影響を受ける
。第１１図は一般的な太陽電池出力の照Ｑ４光量おｊ；
び温度にＪｚる影響を示すグラフである。
は、次のような問題がある。太陽電池出力特性は、一般
に照射光重だけでなく周囲温度にも著しく影響を受ける
。第１１図は一般的な太陽電池出力の照Ｑ４光量おｊ；
び温度にＪｚる影響を示すグラフである。
ここで、実線は照度Ｅ、Ｆ２．・・・、［、をパラメー
タとしたときの温度Ｔ１にａ−； ｔＪる出力特性を示
し破線は同じく照度Ｆ、Ｅ、、、・・・、［□をパラメ
ータとしたときの温度Ｔ （Ｔ２ ＞Ｔ１）にお（Ｊ
る出力特性を示す。このように温度が上背すると照度が
同じでも電圧が低下し、短絡電流）７１逆に増加する。
タとしたときの温度Ｔ１にａ−； ｔＪる出力特性を示
し破線は同じく照度Ｆ、Ｅ、、、・・・、［□をパラメ
ータとしたときの温度Ｔ （Ｔ２ ＞Ｔ１）にお（Ｊ
る出力特性を示す。このように温度が上背すると照度が
同じでも電圧が低下し、短絡電流）７１逆に増加する。
また、一点鎖線は出力電力Ｐ８が最大になるときの点Ｐ
ｍｆｌＸを各照度についてブ［１ツトしたものであり、
Ｐ（Ｔ）は温度Ｔ１、＋１１ａＸ Ｉ Ｐ（Ｔ）は温度Ｔ２におりるプロットを示ｍａＸ
２ す。このように削画した照度範囲内におｔＪる点Ｐｍａ
ｘのとる最高電圧、最低電圧はそれぞれ溜１度Ｔ１．Ｔ
２で異なり、グラフ縦軸に示づようにＶ （Ｔ
＞、Ｖ、 （Ｔ ）、Ｖ （Ｔ２）ｍａｘ
１ ｍａｎ １
ｍａｘ、Ｖ、（Ｔ２）となる。従って太陽電池の使
用１ｎ 温度範囲を仮にＴ１〜Ｔ２とすれば、ＶｎＩ８ｘの値と
してはＶ （Ｔ ）、Ｖｍｉｏの値どしてｍａｘ
１ Ｖ、（Ｔ２）に設定しな番ジればならないことにｍｌｎ なる。即ち、温度Ｔ１の時の電圧範囲■□、Ｘ（Ｔ
）〜Ｖ、（Ｔ＞あるいは温度Ｔ２の時１
ｍ１ｎ １ の電圧範囲Ｖ（Ｔ）〜■ ・ （Ｔ２）に比ｍａｘ
２ ｍＩｎべてはるかに電圧範囲が
広くなる。温度設定範囲を更に広げると当然電圧設定範
囲も更に広げなければならない。
ｍｆｌＸを各照度についてブ［１ツトしたものであり、
Ｐ（Ｔ）は温度Ｔ１、＋１１ａＸ Ｉ Ｐ（Ｔ）は温度Ｔ２におりるプロットを示ｍａＸ
２ す。このように削画した照度範囲内におｔＪる点Ｐｍａ
ｘのとる最高電圧、最低電圧はそれぞれ溜１度Ｔ１．Ｔ
２で異なり、グラフ縦軸に示づようにＶ （Ｔ
＞、Ｖ、 （Ｔ ）、Ｖ （Ｔ２）ｍａｘ
１ ｍａｎ １
ｍａｘ、Ｖ、（Ｔ２）となる。従って太陽電池の使
用１ｎ 温度範囲を仮にＴ１〜Ｔ２とすれば、ＶｎＩ８ｘの値と
してはＶ （Ｔ ）、Ｖｍｉｏの値どしてｍａｘ
１ Ｖ、（Ｔ２）に設定しな番ジればならないことにｍｌｎ なる。即ち、温度Ｔ１の時の電圧範囲■□、Ｘ（Ｔ
）〜Ｖ、（Ｔ＞あるいは温度Ｔ２の時１
ｍ１ｎ １ の電圧範囲Ｖ（Ｔ）〜■ ・ （Ｔ２）に比ｍａｘ
２ ｍＩｎべてはるかに電圧範囲が
広くなる。温度設定範囲を更に広げると当然電圧設定範
囲も更に広げなければならない。
ところが、電圧設定範囲が広いと、従来の制御方法でｔ
ｉＬ十分な制御を行うことができなくなる。
ｉＬ十分な制御を行うことができなくなる。
これは前）ホしたＪ：うに従来の方法では、電圧が設定
範囲内にあるときには周波数変化幅として小さい八ｆ１
を用いた密な制御を行うので、実際の最大電力点からか
なり蘭れた点であっても設定範囲内であれば密な制御が
行われ、応答性が非常に悲くなるためである。このよう
に応答性が悪く、最大電力点を」−分追従することがで
きなくなると、太陽電池の効率よい利用は図れなくなる
。
範囲内にあるときには周波数変化幅として小さい八ｆ１
を用いた密な制御を行うので、実際の最大電力点からか
なり蘭れた点であっても設定範囲内であれば密な制御が
行われ、応答性が非常に悲くなるためである。このよう
に応答性が悪く、最大電力点を」−分追従することがで
きなくなると、太陽電池の効率よい利用は図れなくなる
。
そこで本発明は、照ｑ寸光量および温度が変化しても、
常に太陽電池の出力電力が最大となるように迅速に追従
しうる太陽電池の出力電力制御装置を提供することを目
的とする。
常に太陽電池の出力電力が最大となるように迅速に追従
しうる太陽電池の出力電力制御装置を提供することを目
的とする。
本発明の特徴は、出力電力が最大となるように、太陽電
池の電力を制御して負荷に供給する太陽電池の出力電力
制御ｌＩ装置であって、前記太陽電池の電力を変換して
前記負荷に与える電力変換手段と、前記太陽電池の出力
電圧が所定範囲内にあるか否かを判定する電圧判定手段
と、前記太陽電池の出力電力の増減を判定する出力電力
増減判定手段と、前記出力電圧が前記所定範囲外にある
ときに、前記出力電力が最大となるように前記電力変換
手段を調整する第１の調整手段と、前記出力電圧が前記
所定範囲内にあり、かつ、前記出力電力が増減したとき
に、前記出力電力が最大となるように前記電力変換手段
を、前記第１の調整手段より細かい調整幅で調整する第
２の調整手段と、をそなえる太陽電池の出力電力制御装
置において、一定時間ごとに前記太陽電池の無負荷電圧
を検出、し、この検出結果に基づいて前記所定範囲を決
定する雷圧範囲決定手段を更に設置Ｊ１照射光ｍおよび
温度が変化しても、常に太陽電池の出力電力が最大とな
るＪ：うに迅速な追従を行うことができるにうにした点
にある。
池の電力を制御して負荷に供給する太陽電池の出力電力
制御ｌＩ装置であって、前記太陽電池の電力を変換して
前記負荷に与える電力変換手段と、前記太陽電池の出力
電圧が所定範囲内にあるか否かを判定する電圧判定手段
と、前記太陽電池の出力電力の増減を判定する出力電力
増減判定手段と、前記出力電圧が前記所定範囲外にある
ときに、前記出力電力が最大となるように前記電力変換
手段を調整する第１の調整手段と、前記出力電圧が前記
所定範囲内にあり、かつ、前記出力電力が増減したとき
に、前記出力電力が最大となるように前記電力変換手段
を、前記第１の調整手段より細かい調整幅で調整する第
２の調整手段と、をそなえる太陽電池の出力電力制御装
置において、一定時間ごとに前記太陽電池の無負荷電圧
を検出、し、この検出結果に基づいて前記所定範囲を決
定する雷圧範囲決定手段を更に設置Ｊ１照射光ｍおよび
温度が変化しても、常に太陽電池の出力電力が最大とな
るＪ：うに迅速な追従を行うことができるにうにした点
にある。
（発明の実施例）
交流電動（代用の可変周波数インバータを太陽電池によ
り駆動する場合の本発明の一実施例を第１図に示す。こ
の回路は第５図に示しＩＣ従来例の回路において、最大
電流制御回路１０からインバータ１ｌｉｌｌ Ｉ１１回
路１１にグー１〜しゃ断信号Ｇ。Ｆを向えるようにしｌ
ζｂので、イの他の要素については第５図に示す回路と
同じである。第２図は本発明の最大電力制御回路１０の
一実施例を示す回路図で、第７図に示した従来例にｄ３
いて、マイクロコンピュータ１７に更に出カポ−１−Ｐ
２３を設け、ここからグーｔ−Ｌ １ｂ断信号ＧｏＦを
出力するようにしたものである。第３図は第２図におり
るマイクロコンピュータ１７の機能ブロック図である。
り駆動する場合の本発明の一実施例を第１図に示す。こ
の回路は第５図に示しＩＣ従来例の回路において、最大
電流制御回路１０からインバータ１ｌｉｌｌ Ｉ１１回
路１１にグー１〜しゃ断信号Ｇ。Ｆを向えるようにしｌ
ζｂので、イの他の要素については第５図に示す回路と
同じである。第２図は本発明の最大電力制御回路１０の
一実施例を示す回路図で、第７図に示した従来例にｄ３
いて、マイクロコンピュータ１７に更に出カポ−１−Ｐ
２３を設け、ここからグーｔ−Ｌ １ｂ断信号ＧｏＦを
出力するようにしたものである。第３図は第２図におり
るマイクロコンピュータ１７の機能ブロック図である。
これは第８図の従来例に最適Ｖ 、Ｖ、 決定ブ
ロワｍａｘ ｍａｎ り２９を追加したらのである。第１１図に示されでいる
ように、同一照度でも太陽電池の出力特性は温度によっ
て大きく変化する。しかし、温度が一定ならば無負荷電
圧（１８＝Ｏのときの電圧■８）は照度に対して大きく
は変化しない性質がある。従ってこの性質を利用して、
太陽電池の無負荷電圧を検出すれば、その湿度における
ほぼ最適なＶ 、Ｖ、 の値を容易に推定するこ
とがｍａＸ ｍｌｎ できることになり、従来の制御のようにｖｍ８ｘと■ｍ
ｉｎの電圧差を大きくとる必要がない。第３図のブロッ
ク２９では、このような方法によって最適なＶ 、
Ｖ、 が決定される。
ロワｍａｘ ｍａｎ り２９を追加したらのである。第１１図に示されでいる
ように、同一照度でも太陽電池の出力特性は温度によっ
て大きく変化する。しかし、温度が一定ならば無負荷電
圧（１８＝Ｏのときの電圧■８）は照度に対して大きく
は変化しない性質がある。従ってこの性質を利用して、
太陽電池の無負荷電圧を検出すれば、その湿度における
ほぼ最適なＶ 、Ｖ、 の値を容易に推定するこ
とがｍａＸ ｍｌｎ できることになり、従来の制御のようにｖｍ８ｘと■ｍ
ｉｎの電圧差を大きくとる必要がない。第３図のブロッ
ク２９では、このような方法によって最適なＶ 、
Ｖ、 が決定される。
ｍａｘ ｍａｎ
次にこのブロック２９における決定手順について第４図
の流れ図を参照しながら説明する。まず、マイクロコン
ピュータ１７に内蔵のタイマーカウンタを用いて、一定
時間間隔で割込みをかける（ステップ８１８）。割込み
がかかるとマイクロコンピュータ１７のポートＰ２．３
からインバータゲートしゃ断信号Ｇｏ、が出力される（
ステップ５１９）。インバータ制御回路１１はインバー
タゲ−トしゃ断信号Ｇ。ｒをう（づてインバータ５のゲ
ートをしゃ断し太陽電池の出力を無負荷状態とする。
の流れ図を参照しながら説明する。まず、マイクロコン
ピュータ１７に内蔵のタイマーカウンタを用いて、一定
時間間隔で割込みをかける（ステップ８１８）。割込み
がかかるとマイクロコンピュータ１７のポートＰ２．３
からインバータゲートしゃ断信号Ｇｏ、が出力される（
ステップ５１９）。インバータ制御回路１１はインバー
タゲ−トしゃ断信号Ｇ。ｒをう（づてインバータ５のゲ
ートをしゃ断し太陽電池の出力を無負荷状態とする。
続いてこの状態で、太陽電池の無負荷電圧ｖＳを読込み
（ステップ５２０）、その値から太陽電池の出力特性グ
ラフを参照してほぼ最適なＶｌｌＩａｘ。
（ステップ５２０）、その値から太陽電池の出力特性グ
ラフを参照してほぼ最適なＶｌｌＩａｘ。
■ ・ の値を決定し、（ステップ２１）、この値１ｎ
をマイクロコンビコータ１７のレジスタ内にス１〜アし
くステップ５２２） 、タイマーカウンタの割込みルー
チンからもとの制御にもどり再びタイマーカウンタの割
込みがかかるまでメインの制御を行う。
くステップ５２２） 、タイマーカウンタの割込みルー
チンからもとの制御にもどり再びタイマーカウンタの割
込みがかかるまでメインの制御を行う。
このように、従来は電圧判定ブロック２３はレジスタに
あらかじめストアされているＶｌｌｌａｘ。
あらかじめストアされているＶｌｌｌａｘ。
■ｍｉｎの値ににって太陽電池の電圧を判断していたが
、本発明では常に新しいＶ、Ｖｌｌｉｏの値ｍａ× をレジスタにス１へアしており、そのレジスタ内の■、
Ｖｏ１１゜の最新の値にｊ：つで太陽電池の電ｍａ× 圧を判断Ｊることになる。これにｊ：って電圧設定範囲
を不必要に広げる必要はなくなり、しかも動作時の温度
に最適な電圧設定範囲が１９られることになる。
、本発明では常に新しいＶ、Ｖｌｌｉｏの値ｍａ× をレジスタにス１へアしており、そのレジスタ内の■、
Ｖｏ１１゜の最新の値にｊ：つで太陽電池の電ｍａ× 圧を判断Ｊることになる。これにｊ：って電圧設定範囲
を不必要に広げる必要はなくなり、しかも動作時の温度
に最適な電圧設定範囲が１９られることになる。
（発明の効果）
以上のとおり本発明によれば、太陽電池の出力電力制御
装置において、制御基準として用いる出力電圧の所定範
囲を適時その動作環境に応じて設定しなおすようにした
ため、照射光量および温度が変化しでも、常に太陽電池
の出ノＪ電ノ、Ｊ−ｂ＜最大となるように迅速な追従制
御が可能になる。
装置において、制御基準として用いる出力電圧の所定範
囲を適時その動作環境に応じて設定しなおすようにした
ため、照射光量および温度が変化しでも、常に太陽電池
の出ノＪ電ノ、Ｊ−ｂ＜最大となるように迅速な追従制
御が可能になる。
第１図は本発明に係る制御装置の一実施例の回路図、第
２図は第１図におりる最大電力制御回路の回路図、第３
図は第２図にお（プるマイクロコンピュータの機能ブロ
ック図、第４図は第３図における最適Ｖ、■ｍ１ｒ１決
定ブロックの処理手順ｍａ× を示す流れ図、第５図は従来の制御装置の一例の回路図
、第６図は一般的な太陽電池の出）Ｊ特性を示すグラフ
、第７図は第５図にお（）る最大電力制御回路の回路図
、第８図は第７図にお（づるマイクロコンピュータの機
能ブロック図、第９図、第一 １５ − １０図は第７図にお【）るマイクロコンピュータの動作
を説明する流れ図、第１１図は一般的な太陽電池の出力
特性を示すグラフ、である。 １・・・太陽電池、２・・・逆流阻止用ダイオード、３
・・・平滑リアク１ヘル、４・・・コンデンサ、５・・
・可変周波数インバータ、６・・・交流電動機、７・・
・負荷、８・・・電圧検出回路、９・・・電流検出回路
、１０・・・最大電力制御回路、１１・・・インバータ
制御回路、１２゜１３・・・バッファアンプ、１４・・
・乗算器、１５．１６・・・Ａ／Ｄ変換器、１７・・・
マイクロコンピュータ、１８・・・Ｄ／Ａ変換器。 出願人代理人 猪 股 漬第３図 ＦＭ 憾ｑ汲 ＦＭ ７１ノ （） レニこ− 第１１図 人騙電未出力電流（１５〕
２図は第１図におりる最大電力制御回路の回路図、第３
図は第２図にお（プるマイクロコンピュータの機能ブロ
ック図、第４図は第３図における最適Ｖ、■ｍ１ｒ１決
定ブロックの処理手順ｍａ× を示す流れ図、第５図は従来の制御装置の一例の回路図
、第６図は一般的な太陽電池の出）Ｊ特性を示すグラフ
、第７図は第５図にお（）る最大電力制御回路の回路図
、第８図は第７図にお（づるマイクロコンピュータの機
能ブロック図、第９図、第一 １５ − １０図は第７図にお【）るマイクロコンピュータの動作
を説明する流れ図、第１１図は一般的な太陽電池の出力
特性を示すグラフ、である。 １・・・太陽電池、２・・・逆流阻止用ダイオード、３
・・・平滑リアク１ヘル、４・・・コンデンサ、５・・
・可変周波数インバータ、６・・・交流電動機、７・・
・負荷、８・・・電圧検出回路、９・・・電流検出回路
、１０・・・最大電力制御回路、１１・・・インバータ
制御回路、１２゜１３・・・バッファアンプ、１４・・
・乗算器、１５．１６・・・Ａ／Ｄ変換器、１７・・・
マイクロコンピュータ、１８・・・Ｄ／Ａ変換器。 出願人代理人 猪 股 漬第３図 ＦＭ 憾ｑ汲 ＦＭ ７１ノ （） レニこ− 第１１図 人騙電未出力電流（１５〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、出力電力が最大となるように、太陽電池の電力を制
御して負荷に供給する太陽電池の出力電力制御装置であ
って、 前記太陽電池の電力を変換して前記負荷に与える電力変
換手段と、 前記太陽電池の出力電圧が所定範囲内にあるか否かを判
定する電圧判定手段と、 前記太陽電池の出力電力の増減を判定する出力電力増減
判定手段と、 前記出力電圧が前記所定範囲外にあるときに、前記出力
電力が最大となるように前記電力変換手段を調整する第
１の調整手段と、 前記出力電圧が前記所定範囲内にあり、かつ、前記出力
電力が増減したときに、前記出力電力が最大となるよう
に前記電力変換手段を、前記第１の調整手段より細かい
調整幅で調整する第２の調整手段と、 をそなえる太陽電池の出力電力制御装置において、 一定時間ごとに前記太陽電池の無負荷電圧を検出し、こ
の検出結果に基づいて前記所定範囲を決定する電圧範囲
決定手段を更に設けたことを特徴とする太陽電池の出力
電力制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201353A JPS6180315A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 太陽電池の出力電力制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59201353A JPS6180315A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 太陽電池の出力電力制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6180315A true JPS6180315A (ja) | 1986-04-23 |
Family
ID=16439626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59201353A Pending JPS6180315A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 太陽電池の出力電力制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6180315A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988004801A1 (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Stuart Maxwell Watkinson | Electrical power transfer apparatus |
| US9436201B1 (en) | 2015-06-12 | 2016-09-06 | KarmSolar | System and method for maintaining a photovoltaic power source at a maximum power point |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP59201353A patent/JPS6180315A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988004801A1 (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-30 | Stuart Maxwell Watkinson | Electrical power transfer apparatus |
| US5001415A (en) * | 1986-12-19 | 1991-03-19 | Watkinson Stuart M | Electrical power apparatus for controlling the supply of electrical power from an array of photovoltaic cells to an electrical head |
| US9436201B1 (en) | 2015-06-12 | 2016-09-06 | KarmSolar | System and method for maintaining a photovoltaic power source at a maximum power point |
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