JPS63174114A - 連系用太陽光発電用インバ−タ起動回路 - 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］ 本発明は、連系用太陽光発電用インバータ起動回路に係
わる。

［従来技術と問題点］ 太陽電池を直流電源として、この直流電力をインバータ
を使用して交流に変換し、系統に送電する方式が用いら
れている。この場合、例えば、夜明けより太陽が昇るま
で、日射量は小さいので、太陽電池の出力電圧は上がら
ず、通常は日射量が上り、太陽電池の無負荷電圧が一定
値を越えた時に起動する方式を採っている。

第６図はこのような起動回路を具えた連系用太陽光発電
用インバータの説明図である。

図において１は太陽電池、２はインバータ部、３は起動
回路、４は制御回路である。

太陽電池１はインバータ部２に接続される。インバータ
部２は電力用トランジスタのようなスイッチング素子を
ブリッジ状に結線し、このスイッチング素子に制御回路
４より、パルス幅制御信号を与えて交流に変換し、図示
していないがインバータの出力側に変圧器を介在させて
、系統側に送電する。起動回路３は、直流側が所定電圧
を越えたとき、制御回路４に直流側の電圧を入力する。

起動回路は第７図に示すように、基孕一定電圧Ｖｏを定
め、これを加算器Ａで太陽電池開放電圧Ｖｘと比較して
、太陽電池側開放電圧の大きいときのみ起動信号Ｖｓを
発生するものである。

ところで、太陽電池には、一般に第３図に示すような無
負荷電圧対日射量特性の関係がある。すなわち、温度を
バロメータとして温度が高ければ、発生する無負荷電圧
は全般的に下り、且つ、日射量の増加に従って無負荷電
圧は上る。

（１）第３図に示すように無負荷電圧対日射量特性があ
り、起動電圧を気温が高く、かつ日射量・中程度での電
池開放電圧点ａ１にセットすれば、これより気温低く、
日Ｑ４ｋが少い場合、ａＩの電圧点と同じ大きさの３２
で前記開放電圧に達して起動する。

第４図はその状態を示すが、低温、かつ日射量が少ない
ときは、殆んど電力を得ることができない。

（２）逆に気温が低く、前記と同一の中程度の日射量で
電池開放電圧点ｂ＋に起動電圧をセットすれば、これよ
り気温が高い場合、日射量が増加して、ｂ＋の電圧点と
同じ大きさのｂｌの電圧点で前記開放電圧に達して起動
する。第６図はその状態を示すが、太陽光の利用率は極
めて悪いものとなる。なお第４．５図で点線で示す特性
は実際に起動される電圧特性を示す。

［問題を解決するための手段］ 本発明は上述の太陽電池素子の温度、日射量と開放電圧
との関係に鑑み、太陽電池の無負荷電圧がある一定値よ
り大になった時にインバータを起動する方式において、
太陽電池の温度を検出して起動時の電圧に補償を行う方
式にある。

以下図面により本発明を説明する。

第１図は本発明の実施例である。第６図と同一部分は同
一符号で示す。太陽電池１にインバータ部２が接続され
、インバータ部２に対する制御回路４の前段に起動回路
３が設けられ、これに太陽電池１側の電圧が入力するこ
とについてはかわるところはないが、太陽電池に温度検
出器５が設置され、その出力が起動回路３に入力する。

起動回路３は第２図に示される。温度検出器５よりの出
力と基準一定電圧６が差動増幅器７に入力し、太陽電池
の温度に従って基準一定電圧Ｖｏが補償され、補償され
たＶｏ’と太陽電池の直流電圧ｖ菖が比較器８で比較さ
れ、後者が前者より大の時起、勤する。

温度検出器は、例えば第８図に示すように、ダイオード
Ｄの順方向電圧降下特性を利用する。太陽電池もダイオ
ードも同一温度係数−２ｍＶ／’Ｃを有しているので、
温度補償にダイオードを用いれば補償がやりやすい。

上述のように、太陽電池の起動をその太陽電池の第３図
に示すような特性によって適当な太陽電池の開放電圧値
をもって設定したとき、その特性の性質上誤動作が生じ
るので、一定の温度における日射量に従って定まる開放
電圧値を基準として、これをインバータ起動の基準電圧
とし、この一定の温度より気温が低い場合には起動の基
準電圧を補正して気温に従って上昇させ、これをインバ
ータ起動の基準電圧とし、この一定の温度より気温が高
い場合には、起動の基準電圧を気温に従って下降させる
ように、太陽電池に近接して配置した温度検出器５によ
り気温を検出し、この検出値を電圧値に変換して、前記
一定の温度における日射量に従って定まる開放電圧値を
基準とする起動の基準電圧を補正する。

第３図において、ａｌは気温が高くかつ日射量が中とい
う条件で定められた、一定の温度（図では３０℃）にお
ける日射ｆｆ１（図では２５■ｗｅｄ　）に従って定ま
る電池の開放電圧点であって、これがインバータ起動の
基準電圧である。これに対してａ２はａｌに対し、気温
が低い場合の、太陽電池のａＸ：：ａｌの電圧であるか
ら、ａｇを越えれば、インバータが起動されるから、ａ
ｌを通り、インバータ起動の基準電圧ａ１をΔＶ！だけ
上昇させ、基準電圧ａｌのレベルを上げれば、たとえ低
温であっても、基準電圧はａ１＋ΔＶｘとなっているの
で、電圧ａ！では起動しない。そして、このΔＶｘは基
準電圧ａｔの設定位にでは零となるので、一定温度より
低い気温においても、ａｌ、すなわち同一日射量のとき
誤りなく起動させることができる。

ｂ−は前記と同一の日射量に対して、低温特性（図では
１５℃）によって定まる電池の開放電圧点であって、こ
れもインバータ起動の基準電圧とすることができる。こ
れに対して、気温が高い場合ｂ１における日射、量に対
して大きな日射量になった時点で起動するから、ｂｌよ
り日射量が増加するにつれて、ｂｌにおける電圧、すな
わち起動電圧を順次△ｖｙ下降させ、基ｒ＄雷電圧１の
レベルを下げれば、たとえ高温であっても、基準電圧は
ｂ＋−△Ｖｙとなり、△ｖｙは基準電圧ｂ＋の設定位置
では零となるので、この基ｒ＄雷電圧１の補正によって
、基準電圧ｂ＋に近い位置で基準電圧値に達することに
なる。

以上は説明上基準電圧をａ＋＋　ｂ＋とわけて説明した
が、実際には、基準電圧は第３図に示すような、温度を
バロメータとした日射量と開放電圧特性によって、その
設置条件を考慮して一点に定められる。前述のように、
この設定された定点について開放電圧によって起動の基
準電圧が導き出され、この点において補正量を零として
、前記設定における温度特性より低い気温側では、基準
電圧をプラス側に上昇させ、高い気温側では、基準電圧
をマイナス側に下降させて、補正を含んだ基準電圧とし
て、これと太陽電圧の出力電圧とを比較する。

第２図の比較回路において、温度検出器５よりの出力は
、基準電圧Ｖｏ　（日射量、温度特性、温度特性におけ
る開放電圧によって決まる）に対して、前記温度特性を
生ずる温度を基準に、これよりｔ温度検出器５の検出温
度が低温の場合、その差動増幅器７より、Ｖｏ＋△Ｖｘ
を生じて基準電圧を変更し、高温の場合、ｖｏ＋△ｖｙ
の基準電圧を発生し、この電圧を太陽電池電圧が越える
とき、イ／バータは起動する。

起動後、インバータは、例えばスイッチング素子に対す
るパルス幅制御法で、一定電圧維持が計られることにつ
いては、従来とかわるところはない。

上記一実施例では、太陽電池に近接して温度検出器を配
置したものを示しているが、起動電圧は少々の変化は許
容できるので、インバータ附近の気温を、検出しても起
動できるので、この場合は、太陽電池附近の温度検出器
からの余分な配線を不要とすることができる。

［効果コ 以上説明したように、本発明によれば、温度変化にかか
わらず、年間を通じて同一日射量の時の電圧が検出され
、これによって太陽光の利用率の向上をはかることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示すブロック図である。 第２図は、第１図実施例で用いられる起動回路を示すブ
ロック図である。 第３図は、温度をバロメータとした太陽電池の無負荷電
圧対日射量特性図の一例を示す。 第４図、第５図はインバータ起動の不適当起動の説明図
である。 第６図は、従来の連系太陽光発電用インバータの説明図
である。 第７図は、第６図インバータの起動回路の説明図である
。 第８図は本発明で用いられる温度検出器の一例を示す。 １・・・太陽電池、２・・・インバータ部、３・・・起
動回路、４・・・制御回路、５・・・温度検出器。 第１図 算２図 埠３ｒｇＪ 寡　４　図　　　　　　　　茅５　図 ｙ　　　　　　　　　　　　−Ｖ 第６図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽電池の無負荷電圧が一定電圧値より大になっ
   た時にインバータを起動する方式において、太陽電池、
   又はインバータ近傍の温度を検出して起動時の基準電圧
   を補正することを特徴とする連系用太陽光発電用インバ
   ータ起動回路。
2. （２）温度の検出にダイオードの順方向電圧降下を使用
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の連系
   用太陽光発電用インバータ起動回路。