JPS62198915A - 太陽電池利用給電システムの制御装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、太陽電池を電源装置として利用する給電゛
システムにおいて、太陽電池の光照射量変化および素子
の温度変化に起因する供給電力の低減を防止し、常に最
大電力を供給し得るようにした制御装置に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

一般に、太陽電池は、チョッパやインバータ等の変換装
置を介して独立負荷もしくは他の電源系統に接続されて
、所定の電力を供給する給電システムに多数利用されて
いる。また、太陽電池は、光照射量変化および素子の温
度変化により出力特性が異なり、例えば光照射量をパラ
メータとした場合、第５図に示すような電流−電圧特性
および電力−電圧特性を有する。すなわち、第５図にお
いて、電流−電圧特性は実線で示され、また電力−電圧
特性は破線で示され、それぞれ光照射量が増大するに従
って取り出し得る電流および電力が増大し、かつ出力電
力には最大出力電力点ｐ　ｄ　ＩＩＩａｘが存在し、各
照射量に対して出力電圧点が異なる。

そこで、従来の太陽電池利用給電システムにおいて、太
陽電池が常に最大電力を出力し得るよう制御する装置と
しては、太陽電池の出力電圧を検出し、この検出された
出力電圧を、予め設定された最大電力を得るに必要な電
圧値と比較し、得られた差電圧に応じて変換装置の出力
電圧または出力電流を調整するよう構成したものが知ら
れている。すなわち、従来のこの種制御装置は、太陽電
池の出力電圧をほぼ最大電力が取り出し得る電圧値１点
に固定する電圧一定制御方式であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述したような従来の電圧一定制御方式
によれば、太陽電池の出力電圧を常に一定に制御するた
め、光照射量変化および素子の温度変化によって各状態
での最大出力動作電圧は若干具なるため、最大出力電力
を取り出すことができない難点がある。

そこで（本発明の目的は、太陽電池を電源として利用す
る給電システムにおいて、光照射量変化および素子の温
度変化に関係なく、常に最大出力電力点Ｐ　ｄ　ｍａｘ
を追跡することができる制御装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る太陽電池利用給電システムの制御装置は、
太陽電池を変換装置を介して独立負荷もしくは他の電源
系統に接続して電力を供給すると共に太陽電池の出力電
圧を検出してその出力電圧を指令値に調節するよう構成
した太陽電池利用給電システムにおいて、太陽電池の出
力電流と出力電圧とをそれぞれ検出する検出器を設け、
これら検出器で得られる出力電流と出力電圧とを周期的
にサンプリングして出力電力を演算すると共にこの演算
値と前回の出力電力演算値とを比較し出力電力の増加す
る方向に前記指令値を補正する信号を発生する電圧指令
補正量発生器を設けることを特徴とする。

前記の制御装置において、電圧指令補正量発生器は、そ
れぞれの検出器で検出される出力電流と出力電圧とを周
期的にサンプリングして演算した出力電力値を前回の値
と比較する際に、前記の前回の電圧指令補正量が増加ま
たは減少であったかを判別することによって出力電圧の
変化方向と出力電力の変化方向の組合せを判定して出力
電圧が増加する方向に電圧指令補正量を増減設定するよ
う構成することができる。

〔作用〕

本発明の太陽電池利用給電システムにおける制御装置に
よれば、太陽電池の出力電流と出力電圧とを検出し、こ
れらの検出値を周期的にサンプリングして出力電力を演
算し、この演算値と前回の出力電力演算値とを出力電圧
の変化方向および出力電力の変化方向とを比較判定して
常に出力電力が増加する方向に電圧指令値の補正量を得
るよう構成することにより、従来の電圧一定制御方式に
比べて光照射量の変化や素子の温度変化に起因する供給
電力の低減を容易かつ確実に防止することができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る太陽電池利用給電システムの制御装
置の実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細に
説明する。

第１図は、本発明制御装置の一実施例を示す太陽電池利
用給電システムの系統図である。第１図において、参照
符号１０は太陽電池を示し、この太陽電池１０は適宜チ
ョッパ、インバータ等の変換装置１２を介して負荷１４
およびＩｌｈの電源系統１６にそれぞれ接続して所定の
給電システムを構成している。

そこで、本発明においては、太陽電池１０の出力電流を
検出するための直流電流検出器１８と、太陽電池１０の
出力電圧を検出するための直流電圧検出器２０とを設け
、これらの検出器１８．２０で検出される太陽電池の出
力電流１ｄと出力電圧Ｖｄとにより出力電力Ｐｄ−Ｉｄ
ｘＶｄを演算し、この出力電力Ｐｄと出力電圧Ｖｄとの
変化方向を判断して電圧指令補正量Δ■を発生する電圧
指令補正量発生器２２を設け、さらにこの電圧指令補正
量発生器２２から出力される電圧指令補正量ΔＶ　と前
記直流電圧検出器２０から出力される出力電圧Ｖｄを入
力して変換装置１２の制御を行う制御信号を出力する電
圧調節器２４を設けた構成からなる。

しかるに、第１図に示す実施例において、前記電圧指令
補正量発生器２２は、第２図に示すように、マイクロコ
ンピュータ２６で構成し、直流電流検出器１８および直
流電圧検出器２０と接続する入力端にそれぞれＡ／Ｄコ
ンバータ２８．３０を接続配置し、また電圧調節器２４
と接続する出力端にＤ／Ａコ“ンバータ３２を接続配置
した構成からなる。次に、このように構成した電圧指令
補正量発生器２２の作用につき、第３図に示すフローチ
ャトおよび第４図に示す特性曲線図に基づいて以下説明
する。

まず、第１図に示す給電システムの電源投入が行われる
と、マイクロコンピュータ２６に内蔵されたＣＰＵのタ
イマが作動して、前記直流電流検出器１８および直流電
圧検出器２０よりＡ／Ｄコンバータ２Ｂ、３０を介して
周期的に太陽電池１０の出力電流１ｄおよび出力電圧Ｖ
ｄを検出するよう動作する。そこで、１周期分に相当す
るサンプリングタイマが起動した場合、タイムアツプ後
に前記出力電流１ｄおよび出力電圧Ｖｄをｃｐｕに読み
込み、出力電力Ｐｄ−ＩｄｘＶｄの演算を行う。次の周
期で同様の演算を行った後、前回の出力電力値Ｐ　ｄ−
１と今回の出力電力値Ｐｄとを比較し、前回の電圧指令
補正量ΔＶ　を増加した際にＰ　ｄ　＞　Ｐ　ｄ−１と
なった場合は、第４図に示す特性曲線図の■の状態にあ
ると１１１測される。従って、この場合、第４図から明
らかなように、電圧指令補正量Δｖ８を増加するよう設
定すれば出力電力Ｐｄは増加することが予測される。ま
た、同様にして、前回の電圧指令補正量Δ■　を減少し
た際にＰｄ＞　Ｐ　ｄ−１となった場合は、第４図に示
す特性曲線図の■の状態にあるから、この時も電圧指令
補正量ΔＶ　を増加するよう設定すれば、前記と同様に
出力電力Ｐｄは増加することが予測される。一方、これ
に対して、Ｐ　ｄ　＜　Ｐ　ｄ−１となった場合は、第
４図に示す特性曲線図の■または■の状態にあると推測
される。従って、この場合、電圧指令補正量ΔＶ　を減
少するよう設定すれば出力電力Ｐｄは増加することが予
測される。

このように、電圧指令補正量発生器２２では、電圧指令
補正量Δ■　を強制的にある一定發出力電力Ｐｄが増加
すると予測される方向に、出力電流１ｄおよび出力電圧
Ｖｄのサンプリング周期間隔で変化させ、前回の出力電
力Ｐｄ−１と比較して第４図に示す特性曲線上の■、■
、■。

■の４つの状態のどの状態にあるかを判定する。

そして、この判定結果に応じて電圧指令補正量Δｖ８　
の増減を決定し、従来の電圧一定制御を行う電圧調節器
２４に対して電圧措令値ｖ８　と共に電圧指令補正量Δ
■　を加えることによって出力電圧Ｖｄを操作し、最大
出力制御を達成することができる。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明に係る太陽
電池利用給電システムの制御装置によれば、太陽電池の
出力電流および出力電圧を所定のサイクルタイムで検出
して出力電力を算出し、この出力電力を前回の出力電力
と比較することによって出力電力が増加する方向に電圧
指令補正量を設定し、この補正量を従来の電圧一定制御
装置に入力することから、光照射量変化および素子の温
度変化に関係なく常に最大出力電力を取り出すことがで
きる。

また、本発明制御装置によれば、前述した電圧措令補正
量の演算並びに判定処理をマイクロコンピュータを使用
することによって、簡単な構成で調整個所も少なく、温
度ドリフトや経年変化のない高精度の制御装置を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る太陽電池利用給電システムの制御
装置の一実施例を示す系統図、第２図は第１図に示す装
置における電圧指令補正量発生器のブロック回路図、第
３図は第２図に示す電圧ｔＭ令補正量発生器の動作プロ
グラムを示すタイムチャート、第４図は出力電力特性に
おける電圧指令補正量の関係を示す特性曲線図、第５図
は光照射量をパラメータとした時の太陽電池の出力電流
／出力電圧および出力電力／出力電圧の特性曲線図であ
る。 １０、、、太陽電池　　　　１２．　、　、変換装置１
４、、、負荷　　　　　　１６．、、電源系統１Ｂ、　
、　、直流電流検出器　２０．、、直流電圧検出器２２
、、、電圧指令補正量発生器 ２４、、、？ｉ圧調節器 ２６、、、マイクロコンピュータ ２Ｂ、３Ｑ、、、Ａ　／　Ｄコンバータ３２、、、　Ｄ
／Ａコンバータ 特許出願人　　富士電槻株式会社 ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、２ 旧 リ門（・＠； ！　　　で

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽電池を変換装置を介して独立負荷もしくは他
   の電源系統に接続して電力を供給すると共に太陽電池の
   出力電圧を検出してその出力電圧を指令値に調節するよ
   う構成した太陽電池利用給電システムにおいて、太陽電
   池の出力電流と出力電圧とをそれぞれ検出する検出器を
   設け、これら検出器で得られる出力電流と出力電圧とを
   周期的にサンプリングして出力電力を演算すると共にこ
   の演算値と前回の出力電力演算値とを比較し出力電力の
   増加する方向に前記指令値を補正する信号を発生する電
   圧指令補正量発生器を設けることを特徴とする太陽電池
   利用給電システムの制御装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の制御装置において、
   電圧指令補正量発生器は、それぞれの検出器で検出され
   る出力電流と出力電圧とを周期的にサンプリングして演
   算した出力電力値を前回の値と比較する際に、前記の前
   回の電圧指令補正量が増加または減少であったかを判別
   することによって出力電圧の変化方向と出力電力の変化
   方向の組合せを判定して出力電圧が増加する方向に電圧
   指令補正量を増減設定するよう構成してなる太陽電池利
   用給電システムの制御装置。