KR101326420B1 - 태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101326420B1
KR101326420B1 KR1020117013410A KR20117013410A KR101326420B1 KR 101326420 B1 KR101326420 B1 KR 101326420B1 KR 1020117013410 A KR1020117013410 A KR 1020117013410A KR 20117013410 A KR20117013410 A KR 20117013410A KR 101326420 B1 KR101326420 B1 KR 101326420B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photovoltaic device
power
value
operating parameter
operating
Prior art date
Application number
KR1020117013410A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110096040A (ko
Inventor
존 마이클 피페
마이클 에이. 밀즈-프라이스
스티븐 지. 휴멜
Original Assignee
피브이 파워드, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 피브이 파워드, 인크. filed Critical 피브이 파워드, 인크.
Publication of KR20110096040A publication Critical patent/KR20110096040A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101326420B1 publication Critical patent/KR101326420B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F5/00—Systems for regulating electric variables by detecting deviations in the electric input to the system and thereby controlling a device within the system to obtain a regulated output
    • G—PHYSICS
    • 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
    • Y—GENERAL 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
    • 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
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
    • Y10S323/906—Solar cell systems

Abstract

최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 광전지 소자를 동작시키는 시스템 및 방법이 기술된다. 최대 파워 포인트 트래커(maximum power point tracker)는 순차적 이산 단계들에서 광전지 소자의 전압 또는 전류 세트 포인트를 변경하고 선정된 안착 시간(predetermined settling time) 후에 각각의 단계에서 출력 파워를 측정한다. 그 후 파워-전압 커브의 기울기가 추정되며 기울기는 복사 변경에 대해 정정된다. 결국, 광전지 소자의 동작 전압 또는 전류는 파워-전압 커브의 기울기및 다른 요인들을 기반으로 조정되어서, 광전지 소자는 최대 파워에서 또는 최대 파워에 근접해서 동작하게 된다.

Description

태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF DETERMINING MAXIMUM POWER POINT TRACKING FOR A SOLAR POWER INVERTER}
본 출원은, 본 명세서에 참조용으로 인용되어 있으며, 2008년 11월 11일에 출원된 미국 임시 특허 출원 제61/113,555호의 이익을 주장한다.
본 발명은 태양열 시스템들에 대한 최대 파워 포인트(maximum power point)를 결정하는 시스템 및 방법들에 관한 것이다.
태양열은 동서를 막론하고 점점 더 중요한 에너지원이 되고 있다. 다수의 다른 형태의 에너지처럼, 태양광 발전 시스템들에 의해 생성된 전기는 진귀하고 귀중한 자원이다. 태양열이 재생 가능하고 오염이 없지만, 태양열 생성과 연관된 고정 비용들이 높다. 진귀한 자원을 더 많이 제공하기 위해 또한 높은 고정 비용들을 상쇄하기 위해, 태양열 시스템은 가능하면 파워 출력을 최대화하도록 동작해야만 한다.
태양광 발전 시스템은 태양 에너지를 전기로 변환함으로써 파워를 생산한다. 광전지들을 포함하는 태양 전지판들은 통상 어레이로 배열되며 풍부한 햇빛을 받는 위치에 구축된다. 태양으로부터의 광자들은 광전지들에서 전압을 생성하며, 광전지들은 부하에 연결될 때 직류를 발생시킨다. 종종, 직류는 교류로 변환되어서, 솔라 어레이(solar array)가 전기를 파워 그리드(power grid)에 제공할 수 있게 된다.
어레이의 파워-전압 커브의 순간 기울기가 0과 동일할 때 발생하는 dI/dV = -I/V 인 상황에서 광전지들이 동작할 때 솔라 어레이는 최대 파워를 생성한다. 이 최대 파워 포인트는 태양 복사(solar irradiance) 및 주위 온도와 같은 다른 요인들에 의해 변할 수 있다. 최대 파워 포인트 추적(MPPT) 방법들은 이상적인 동작 포인트를 결정하고 솔라 어레이가 어떻게 동작할 지를 조정하려고 시도하여서, 광전지들이 유효 태양 에너지를 충분히 이용하게 한다.
태양 복사 및 주위 온도가 시간에 따라 빨리 변하지 않을 때 가장 광범위하게 적용된 MPPT 방법들은 솔라 어레이의 최대 파워 포인트를 합리적으로 추적한다. 그러나, 이러한 방법들은 동적 상황들에서의 비교적 저조한 성능을 포함해서 상당한 단점들을 갖는다. 한가지 기존 MPPT 방법은 동요 및 관측 방법(perturb and observe method)으로, 어레이의 동작 전압 또는 전류가 조정되고 또한 이런 변화가 더 많은 파워를 야기하는지를 결정하기 위해 파워 출력이 관측된다. 동요 및 관측 방법은 복사가 일정할 때 최대 파워 포인트에 가깝게 솔라 어레이를 동작시킬 수 있지만, 다른 포인트가 파워 출력을 최대화하는지를 결정하기 위해 솔라 어레이의 동작 전압 또는 전류가 주기적으로 동요됨에 따라, 솔라 어레이의 동작 파워는 통상 최대 파워 포인트 주위에서 진동한다. 또한, 복사 레벨들이 빨리 변화하는 동안에는, 이러한 방법은 최대 파워 포인트를 성공적으로 결정하기에는 너무 느리게 반응할 수 있으며 심지어 잘못된 방향으로 추적할 수도 있다.
다른 기존 MPPT 방법은 증분 컨덕턴스 방법(incremental conductance method)으로, 솔라 어레이의 파워-전압 커브가 관측되고 솔라 어레이의 순시(instantaneous) 컨덕턴스(I/V)를 증분 컨덕턴스(dl/dV)와 비교함으로써 최대 파워 포인트가 구해진다. 솔라 어레이가 전류의 변화를 경험하면, 동작 전압은 다시 한번 dI/dV = -I/V 일 때까지 조정된다. 안정된 상태의 동작 중에 최대 파워 포인트 주위에서 진동하지 않는다는 점에서, 증가 컨덕턴스 방법은 동요 및 관측 방법에 비해 향상된 것이다. 그러나, 증분 컨덕턴스를 측정하는데 유한량의 시간이 걸리며, 이 동안에 복사의 변화로 인해 솔라 어레이가 최대 파워 포인트 이하에서 동작하게 될 수 있다. 동요 및 관측 방법 및 다른 MPPT 방법들과 마찬가지로, 솔라 어레이의 최대 파워 포인트를 정확하게 추적할 수 없을 때 증분 컨덕턴스 방법도 솔라 어레이의 파워 출력을 최적화하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 태양열 발전의 대표 시스템의 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 광전지 소자를 동작시키는 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 광전지 소자를 동작시키는 시스템의 기능 컴포넌트들의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 광전지 소자를 동작시키는 시스템에 의해 실행되는 방법을 도시한 플로우챠트이다.
A. 개요
정적 상황 및 동적 상황 모두에서 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 솔라 어레이, 태양 전지판 또는 그 일부 등의 광전지(PV) 소자를 동작시키는 시스템 및 방법이 기술된다. 일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커(maximum power point tracker)는 순차적 이산 단계들에서 솔라 어레이의 전압 또는 전류 세트 포인트를 변경하고 선정된 안착 시간(predetermined settling time) 후에 각각의 단계에서 출력 파워를 측정한다. 그 후 파워-전압 커브의 기울기가 추정되며 기울기는 복사 변경에 대해 정정된다. 결국, 솔라 어레이의 동작 전압은 파워-전압 커브의 기울기및 다른 요인들을 기반으로 조정되어서, 솔라 어레이는 최대 파워 출력에서 또는 최대 파워 출력에 근접해서 동작하게 된다.
일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 제1 전압에서 솔라 어레이의 제1 파워를 측정하고, 제1 전압 보다 더 낮은 제2 전압에서 솔라 어레이의 제2 파워를 측정하며, 다시 한번 제1 전압에서 솔라 어레이의 제3 파워를 측정하고, 제1 전압 보다 더 높은 제3 전압에서 솔라 어레이의 제4 파워를 측정하며, 제1 전압에서 솔라 어레이의 제5 파워를 측정한다. 최대 파워 포인트 트래커는 다양한 시간 간격들에서 제1 파워, 제2 파워, 제3 파워, 제4 파워, 및 제5 파워를 측정할 수 있어서, 제1 파워 및 제5 파워가 측정되는 시간으로부터 또한 제2 파워 및 제4 파워가 측정되는 시간으로부터 중심 차이인 시간에 제3 파워가 측정된다.
이들 제1 내지 제5 파워 측정들을 사용해서, 최대 파워 포인트 트래커는 솔라 어레이와 연관된 파워-전압 커브의 복사-레이트-정정 기울기(irradiance-rate-corrected slope)를 계산한다. 솔라 어레이의 동작 전압은 파워-전압 커브의 복사-레이트-정정 기울기의 함수로서 조정된다. 솔라 어레이가 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 동작하도록, 솔라 어레이의 동작 전압을 조정하여 솔라 어레이의 동작 전류를 변경한다. 일부 실시예들에서, 솔라 어레이는 솔라 어레이의 임피던스를 조정함으로써 최대 파워 포인트에서 동작한다. 다른 실시예들에서, 솔라 어레이는 솔라 어레이의 동작 전류를 조정함으로써 최대 파워 포인트에서 동작한다. 일부 실시예들에서, 솔라 어레이의 동작 전압은 솔라 어레이의 제1 파워가 측정되는 때와 솔라 어레이의 제5 파워가 측정되는 때 사이의 복사 변화를 기반으로 조정된다.
일부 실시예들에서, 제1 전압과 제2 및 제3 전압들 간의 차이는 파워, 전압, 복사, 온도, 환경 데이터, 및 다른 파라미터들, 상황 등 중 적어도 하나의 함수이다. 유사하게, 일부 실시예들에서, 솔라 어레이의 동작 전압은 파워-전압 커브의 복사-레이트-정정 기울기및 파워, 전압, 복사, 온도, 환경 데이터, 또는 다른 파라미터들, 상황 등 중 적어도 하나의 함수이다.
본 시스템 및 방법이 이제부터 각종 실시예들과 관련해서 기술될 것이다. 이하의 설명은 본 시스템 및 방법의 실시예들에 대한 설명 및 철저한 이해를 위해 특정 세부 사항들을 제공한다. 그러나, 당업자는 본 시스템이 이러한 세부 사항들 없이도 구현될 수 있음을 알 것이다. 다른 실례들에서, 본 시스템의 실시예들의 설명을 불필요하게 모호하게 하지 않기 위해 널리 공지된 구조들 및 기능들은 상세히 도시되거나 기술되지 않았다.
이하의 설명에서 사용된 용어는, 본 시스템의 특정 실시예들의 상세한 설명과 관련해서 사용되더라도, 가장 광범위한 합당한 방식으로 해석된다. 특정 용어들은 이하에서 강조될 수도 있지만, 임의의 제한된 방식으로 해석되도록 의도된 임의의 용어는 상세한 설명 섹션에서 명백히 명확하게 정의될 것이다.
B. 최대 파워 포인트 트래커 및 연관된 방법들의 실시예들
도 1은 본 발명에 따른 최대 파워 포인트 트래커가 동작하는 태양열 발전의 시스템(100)의 도면이다. 솔라 어레이(110)는 다수의 태양 전지들을 포함하는 다수의 태양 전지판들(120)로 구성된다. 태양 전지들은 부하와 연결될 때 직류 전기를 생성하는 전압으로 태양 에너지를 변환한다. 솔라 어레이(110) 및 솔라 어레이를 구성하는 태양 전지들은, 결정질, 다결정, 비정질, 및 박막을 포함해서, 임의의 타입일 수 있다.
인버터(130)는 솔라 어레이(110)를 파워 그리드와 연결한다. 인버터(130)는 태양 전지들로부터의 직류를 파워 그리드에 적합한 교류로 변환한다. 인버터(130)는 또한 솔라 어레이의 동작 전압 또는 전류를 조절하기 위해 임피던스를 조정함으로써 솔라 어레이(110)의 동작 파워를 제어할 수 있다. 인버터가 다수의 태양 전지판들로 구성된 매우 큰 솔라 어레이의 동작 파워를 제어할 수 있으며, 또는 인버터가 싱글 태양 전지판 또는 그 일부의 동작 파워를 제어할 수 있음을 당업자는 알 것이다. 그러나, 후술되는 바와 같이, 인버터 외의 컴포넌트가 솔라 어레이(110)의 동작 파워를 제어할 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트는 개별 태양 전지판들로부터 동작 전압 또는 전류를 독립적으로 제어하도록 각각의 태양 전지판(120)에 배치될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기술된 바와 같이, 최대 파워 포인트 트래커는 인버터와 독립적으로 동작해서 태양 전지판 또는 솔라 어레이의 동작 전압 또는 전류를 제어할 수 있다. 또한, 일부 실시예들이 솔라 어레이의 동작 전압 또는 전류 제어와 관련해서 기술되더라도, 최대 파워 포인트 트래커는 또한 개별 태양 전지판 또는 그 일부의 동작 전압 또는 전류를 제어할 수도 있음을 당업자는 알 것이다.
도 2는 PV 소자의 최대 파워 포인트를 추적하는 시스템(200)의 블록도이다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 PV 소자가 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 동작하게 하는 PV 소자의 동작 전압 및/또는 전류를 결정한다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 임베디드 디지털 신호 프로세서(DSP), 마이크로컨트롤러, 범용 프로세서 등의 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함한다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 하나 이상의 태양 전지판들 또는 솔라 어레이들 등의 PV 소자로부터 파워를 측정하고, 파워 출력을 최대화하도록 PV 소자의 동작 전압 또는 전류를 계산한다.
광전지 제어 컴포넌트(220)는 최대 파워 포인트 트래커(210)와 연결되며 PV 소자의 동작 전압 또는 전류를 제어할 수 있다. 광전지 제어 컴포넌트(220)는, 예를 들어, PV 소자의 출력 파워를 최대화하도록 조정될 수 있는 임피던스를 제어할 수 있다. 광전지 제어 컴포넌트(220)는 PV 소자의 출력 전류를 방해하도록 조정될 수 있는 반도체 스위치들 및/또는 다른 회로를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 광전지 제어 컴포넌트(220)는 인버터이다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 (a) 인버터에서 집중되거나, (b) 인버터 및 다른 시스템 컴포넌트 간에 분산되거나, (c) 인버터 외부의 시스템 컴포넌트에 집중되거나 다수의 외부 시스템 컴포넌트들 또는 다른 시스템 간에 분산될 수 있음을 당업자는 알 것이다.
최대 파워 포인트 트래커(210)는 GSM, CDMA, GPRS, EDGE, UMTS, IEEE-1284, IEEE 802.11, IEEE 802.16 등의 유선 또는 무선 통신 프로토콜들에서 사용되는 하나 이상의 통신 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 공공 및/또는 사설 네트워크(240)를 통해 서버(250) 또는 다른 컴퓨팅 디바이스들과 통신할 수 있다. 서버(250)는 데이터를 획득 또는 저장하기 위해 데이터 스토리지 영역들(260)에 액세스할 수 있다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 공공 및/또는 사설 네트워크를 통해 서버(250)로부터 또는 다른 컴퓨팅 디바이스들로부터 환경 또는 날씨 데이터를 수신할 수 있다.
환경 모니터링 컴포넌트(230)는 환경 데이터를 최대 파워 포인트 트래커(210)에 제공한다. 환경 모니터링 컴포넌트는 GSM, CDMA, IEEE-1284, IEEE 802.11 등의 유선 또는 무선 통신에서 사용되는 하나 이상의 통신 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 환경 모니터링 컴포넌트는 무선 신호들 또는 유선 커넥션을 통해 최대 파워 포인트 트래커(210)와 직접 통신할 수 있으며, 또는 모바일 텔레커뮤니케이션 네트워크 또는 다른 무선 텔레커뮤니케이션 네트워크 또는 WLAN(wireless local area network)를 통해 통신할 수 있다. 환경 모니터링 컴포넌트(230)는 온도계, 풍력계, 기압계, 레이더 시스템, 위성 이미지 시스템, 카메라, 복사 센서, 또는 환경 데이터를 최대 파워 포인트 트래커에 제공할 수 있는 임의의 다른 디바이스 또는 시스템을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커(210)는 환경 모니터링 컴포넌트(230)로부터 데이터 또는 신호들을 처리하도록 구성된다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 환경 모니터링 컴포넌트는 하늘의 이미지들을 포착하는 비디오 카메라를 포함할 수 있다. 최대 파워 포인트 트래커는 비디오 카메라로부터 인코딩된 비디오 데이터를 수신해서, 비디오 데이터를 처리해서, 예를 들어, 하늘의 구름 밀도 또는 PV 소자의 복사를 결정할 수 있다.
도 3은 PV 소자의 최대 파워 포인트를 추적하는 최대 파워 포인트 트래커(210)의 블록도이다. 최대 파워 포인트 트래커(210)는 파워 추적 모듈(312), PV 소자 제어 모듈(314), 및 일부 실시예들에서, 환경 입력 모듈(316)을 포함한다. 파워 추적 모듈(312)은 PV 소자의 동작 파워, 전압, 및/또는 전류를 측정한다. 파워 추적 모듈(312)은 상기 데이터, 및 일부 실시예들에서, 환경 입력 모듈(316)로부터의 데이터를 사용해서 PV 소자의 동작 전압 또는 전류를 계산하여서, PV 소자는 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 동작하게 된다.
광전지 소자 제어 모듈(314)은 PV 소자의 동작 전압 또는 전류를 제어하도록 제어 신호들을 생성한다. 제어 신호들은, PV 소자의 동작 전압 또는 전류를 변경할 수 있도록, 임피던스를 증가 또는 감소시키라고 인버터 또는 다른 컴포넌트에게 명령할 수 있다.
환경 입력 모듈(316)은 PV 소자와 연관된 환경 상황이 PV 소자의 최대 파워 포인트에 어떻게 영향을 주는지를 계산한다. 환경 입력 모듈(316)은 PV 소자의 환경의 이미지들 및 비디오를 분석함으로써 환경 상황을 모니터링할 수 있다. 또한 위성 및 레이더 이미지들 및 비디오, 풍속, 기압, 온도, PV 소자의 세로 및 가로 좌표, 시각 또는 연중 시각 등을 분석할 수 있다. 파워 추적 모듈(312)은 환경 입력 모듈(316)에 의해 생성된 환경 데이터를 사용해서 PV 소자의 최대 파워 포인트를 추적할 수 있다. 이는 도 4와 관련해서 더 상세히 후술된다.
도 4는 최대 파워 포인트에서 또는 최대 파워 포인트에 근접해서 PV 소자를 동작시키는 최대 파워 포인트 트래커에 의해 구현되는 프로세스(400)의 플로우챠트이다. 일부 실시예들에서, 프로세스(400)는 시간이 지남에 따라 PV 소자의 최대 파워를 계속해서 반복해서 추적한다. 다른 실시예들에서, 프로세스(400)는 덜 자주 반복된다. 프로세스(400)가 반복되는 회수는, 날씨 예보와 같은 환경 데이터를 포함해서 다수의 요인들에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 날씨 예보가 PV 소자의 환경에 대해 일정한 햇빛을 예측하는 경우 프로세스(400)는 시간 마다 반복될 수 있다. 그러나, 날씨 예보가 하늘에 부분적으로 구름이 낀다고 예측하면 프로세스는 20초 간격으로 반복될 수 있다. 일부 실시예들에서, PV 소자의 동작 파라미터가 변경할 때, 또는 PV 소자의 환경이 변할 때 프로세스(400)는 반복된다.
블록(410)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 전압 V에서 PV 소자의 동작 파라미터(예를 들어, 전압 세트 포인트)를 제어하고, 선정된 안착 후에 PV 소자의 제1 파워를 측정한다. 옴의 법칙에서의 전압 및 전류 간의 관계로 인해, 최대 파워 포인트 트래커가 PV 소자의 동작 파라미터를 조정 또는 계산하는 프로세스(400)의 각각의 단계에서, 최대 파워 포인트 트래커는 PV 소자의 동작 전압 또는 PV 소자의 동작 전류(즉, 전류 세트 포인트)를 조정할 수 있다. 따라서, 본 설명에서, 동작 전류 및 동작 전압은 모니터링, 제어 및 조정될 수 있는 동작 파라미터들이다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 PV 소자와 관련된 임피던스를 제어 또는 조정함으로써 제어 및 조정된다.
블록(420)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 V - Vdither와 동일한 전압으로 PV 소자의 동작 파라미터를 조정한다. 그 후 최대 파워 포인트 트래커는 선정된 안착 및 평균 시간 후에 PV 소자의 제2 파워를 측정한다. 디더 전압(dither voltage), Vdither는 PV 소자의 필 팩터(fill factor), 파워, 전압, 전류, 복사, 온도, 시간, 위치, 또는 PV 소자와 관련된 임의의 다른 파라미터들의 함수일 수 있다. Vdither는 또한 PV 소자에서 사용된 태양 전지의 타입에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, PV 소자의 필 팩터가 하이일 때 큰 Vdither 값이 사용될 수 있으며, PV 소자의 필 팩터가 로우일 때 더 작은 Vdither 값이 사용될 수 있다. Vdither는 또한 수동으로 제어될 수 있다. 다른 실시예들에서, 가변 디더 전압이 에너지 수확을 최대화하고, 최대 파워 포인트 트래커의 추적 속도를 증가시키며, 최대 파워 포인트 트래커의 안정성을 향상시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, PV 소자가 일정한 복사를 수신하면, Vdither는 명목 값 또는 0으로 감소되어서, PV 소자의 최대 파워 포인트 주위에서 PV 소자의 동작 파워가 진동하는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예들에서, Vdither는 네가티브 값을 가져서, 프로세스(400)의 단계들이 변경될 수 있다. 동작 파라미터가 PV 소자의 동작 전류인 실시예들에서, 디더 전류, Idither가 디더 전압 대신 사용될 수 있다.
블록(430)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 전압 V로 PV 소자의 동작 파라미터를 조정한다. 그 후 최대 파워 포인트 트래커는 선정된 안착 및 평균 시간 후에 PV 소자의 제3 파워를 측정한다. 블록(440)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 V + Vdither와 동일한 전압으로 PV 소자의 동작 파라미터를 조정한다. 그 후 최대 파워 포인트 트래커는 선정된 안착 및 평균 시간 후에 PV 소자의 제4 파워를 측정한다. 일부 실시예들에서, 블록(440)의 Vdither의 값은 블록(420)의 Vdither의 값과 상이하다. 블록(450)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 전압 V로 PV 소자의 동작 파라미터를 조정한다. 그 후 최대 파워 포인트 트래커는 선정된 안착 및 평균 시간 후에 PV 소자의 제5 파워를 측정한다. 일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는, 각각, 블록(410) 및 블록(450)에서 V - Vdither 및 V + Vdither와 동일한 동작 파라미터의 값에서 PV 소자의 파워를 측정하고, 블록(430) 및 블록(450)에서 V와 동일한 동작 파라미터의 값에서 PV 소자의 파워를 측정한다.
일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 동일한 시간 간격들에서 블록들(410-450)에서 PV 소자의 파워를 측정한다. 다른 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 가변 시간 간격들에서 블록들(410-450)에서 PV 소자의 파워를 측정한다. 블록들(410-450)에서의 파워 측정들 간의 시간 간격들의 지속 기간은, PV 소자의 동작 파워, 전압, 또는 전류를 포함하는 다수의 요인들에 좌우될 수 있다. 또한, 대안으로, 시간 간격들의 지속 기간은, PV 소자의 과거 또는 최근 파워 출력, 복사, 시간, 또는 다른 상황에 좌우될 수 있다.
블록(460)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 PV 소자의 파워-전압 커브의 복사-레이트-정정 기울기를 계산한다. 파워가 동일한 시간 간격들에서 블록들(410-450)에서 측정되고 블록(420)에서의 Vdither의 값이 블록(440)에서의 Vdither의 값과 동일한 실시예들에서, 복사-레이트-정정 기울기는 이하의 수학식을 사용해서 계산될 수 있다:
Figure 112011043933671-pct00001
여기서, P4는 블록(440)에서 계산된 파워이고, P2는 블록(420)에서 계산된 파워이며, P5는 블록(450)에서 계산된 파워이고, P1은 블록(410)에서 계산된 파워이며, Vdither는 블록들(420, 440)의 디더 전압이다. 프로세스(400)는 공통 시간 포인트에 대한 중심 차이일 수 있어서, 블록(410)에서의 P1 측정 및 블록(430)에서의 P3 측정 간의 시간 간격이 블록(430)에서의 P3 측정 및 블록(450)에서의 P5 측정 간의 시간 간격과 동일하며, 블록(420)에서의 P2 측정 및 블록(430)에서의 P3 측정 간의 시간 간격이 블록(430)에서의 P3 측정 및 블록(440)에서의 P4 측정 간의 시간 간격과 동일함을 의미한다. 일부 실시예들에서, 프로세스(400)는 PV 소자의 가변 동작 파라미터들에서 더 많거나 더 적은 파워 측정들을 포함할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 여전히 PV 소자의 파워를 측정할 수 있어서, 파워 측정들이 공통 시간 포인트에 대한 중심 차이가 된다. 예를 들어, 블록(420)에서의 Vdither의 값이 블록(440)에서의 Vdither의 값과 동일하지 않거나 또는 블록들(410-450)에서의 파워 측정들 간의 시간 간격들이 동일하지 않은 일부 실시예들에서, 복사-레이트-정정 기울기는 다른 수학식들을 사용해서 계산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 PV 소자의 파워-전류 커브를 계산하고, 최대 파워 포인트 트래커는 파워-전류 커브의 복사-레이트-정정 기울기를 계산한다.
블록(470)에서, 최대 파워 포인트 트래커는 PV 소자의 동작 파라미터를 조정한다. PV 소자의 동작 파라미터는 뉴톤 또는 슈팅 방법(a Newton or shooting method)을 사용해서 임피던스를 변경함으로써 조정될 수 있다. 임피던스는 PV 소자의 파워-전압 커브의 복사-레이트-정정 기울기의 함수로서 조정된다. 이는 PV 소자의 동작 전압을 새로운 명목 전압 V'로 조정하는 것과 동등하다. 명목 전압 V'는, 예를 들어, 다음 수학식 2 내지 수학식 5 중 하나 이상을 포함하는, 다양한 수학식들 및/또는 조건문들을 사용해서 계산될 수 있다:
Figure 112011043933671-pct00002
Figure 112011043933671-pct00003
Figure 112011043933671-pct00004
Figure 112011043933671-pct00005
여기서 C1 및 C2는, 예를 들어, 게인 세팅(gain setting) 또는 스케일 팩터(scale factor)로서 사용될 수 있는 변수들이며; Pmax는 PV 소자의 최대 파워이고; Pn은 동작 전압 V에서의 PV 소자의 전류 파워 출력이며; Vstep1, Vstep2, Vstep3, Vstep4, Vstep5, Vstep6, 및 Vstep7은 각각 전압 "스텝 사이즈(step size)"로서, PV 소자의 동작 전압이 조정되는 크기 및 방향에 영향을 준다. Vstep1, Vstep2, Vstep3, Vstep4, Vstep5, Vstep6, 및 Vstep7은 변수일 수 있으며, 파워, 전압, 복사, 온도, 시간, 또는 PV 소자와 관련된 임의의 다른 파라미터의 함수일 수 있다. 예를 들어, Vstep5 및 Vstep6은 관측된 파워 변경, 날씨 데이터, 또는 복사에 따라 변할 수 있다. V'가 계산된 후에, PV 소자가 달성할 수 없는 커맨드를 최대 파워 포인트 트래커가 생성하는 것을 방지하기 위해 바운딩될(bounded) 수 있다.
일부 실시예들에서, 프로세스(400)는 환경 데이터를 수신하는 선택적 단계를 더 포함한다. 환경 데이터는 온도, 기압, 날씨 예보(실시간 예보 및 이전 날의 날씨 상황을 기반으로 한 예측을 포함), 레이더 또는 위성 이미지 또는 비디오, 열 이미지, 사진 또는 비디오, 또는 PV 소자의 환경과 관련된 임의의 다른 데이터를 포함할 수 있다. 최대 파워 포인트 트래커는 환경 데이터를 기반으로 PV 소자의 최대 파워 포인트를 결정하는 방법을 직접 조정 또는 튜닝할 수 있으며, 또는 환경 데이터가 Vdither, Vstep1, Vstep2, Vstep3, Vstep4, Vstep5, Vstep6, 또는 Vstep7의 값에 영향을 끼치게 할 수 있다.
예를 들어, 환경 데이터는 PV 소자의 위치와 관련된 실시간 구름 측정 또는 평가를 포함할 수 있다. PV 소자 가까이에 장착된 카메라들은 하늘의 이미지들을 포착할 수 있으며, 최대 파워 포인트 트래커는 이미지들을 처리해서 구름 간격, 구름 이동 방향, 구름 패턴들(예를 들어, 희미함, 얼룩덜룩함, 또는 견실함), 구름 광 밀도 등의 구름을 정의하는 파라미터들을 생성할 수 있다. 최대 파워 포인트 트래커는 Vdither, Vstep1, 및 Vstep2의 값을 조정함으로써 상기 파라미터들을 확인할 수 있으며, 또는 프로세스(400)가 자체 반복되는 회수를 조정할 수 있어서, 시스템이 일시적인 복사 변경들을 무시할 수 있다. 다른 일례로서, 환경 데이터는 인터넷 등의 컴퓨터 네트워크를 통해 최대 파워 포인트 트래커가 수신하는 날씨 예보를 포함할 수 있다. 날씨 예보가 구름이 없음을 예측하면, 최대 파워 포인트 트래커는 Vdither, Vstep1, 및 Vstep2 또는 임의의 다른 변수를 조정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 오픈 회로 전압 - 델타 값과 동일한 전압에서 일출에서의 동작을 개시한다. 델타 값은 파라미터에 의해 결정되며, PV 소자를 구성하는 태양 전지의 타입, 환경 데이터, 어레이의 디자인, 온도, 및 다른 요인들에 좌우될 수 있다.
일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 프로세스(400) 중에 PV 소자의 복사가 변경하는지를 결정한다. 최대 파워 포인트 트래커는 블록(430)에서 측정된 파워를 블록(410) 및 블록(450)에서 측정된 파워와 비교할 수 있다. 블록(410)에서 측정된 파워가 블록(430)에서 측정된 파워와 상이하면, 최대 파워 포인트 트래커는 블록(410) 및 블록(430) 간의 시간 기간 중에 PV 소자의 복사가 변경되었다고 결정할 수 있다. 유사하게, 블록(450)에서 측정된 파워가 블록(430)에서 측정된 파워와 상이하면, 최대 파워 포인트 트래커는 블록(430) 및 블록(450) 간의 시간 기간 중에 PV 소자의 복사가 변경되었다고 결정할 수 있다. 따라서, 최대 파워 포인트 트래커는 복사의 변경을 확인하기 위해 필요한 대로 Vstep1, Vstep2, Vstep3, Vstep4, Vstep5, Vstep6, 및 Vstep7을 조정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 최대 파워 포인트 트래커는 PV 소자의 구성에 따라 PV 소자의 동작 전압을 계산하는데 사용되는 파라미터들을 조정할 수 있다. 예를 들어, 최대 파워 포인트 트래커는 결정질 태양 전지들로 구성된 PV 소자의 동작 전압을 계산하는데 사용되는 파라미터들을 박막 태양 전지들로 구성된 PV 소자의 동작 전압을 계산하는데 사용되는 파라미터들로부터 변경할 수 있다.
상술된 바로부터, 본 발명의 특정 실시예들이 설명을 위해 본 명세서에 기술되었지만, 본 발명의 원리 및 범위 내에서 각종 변경들이 이루어질 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다.

Claims (34)

  1. 프로세서 및 메모리를 갖는 최대 파워 포인트 트래커(maximum power point tracker)를 사용해서 광전지 소자의 동작 파라미터를 설정하는 방법에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 광전지 소자의 제1 파워를 측정하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제2 값에서 상기 광전지 소자의 제2 파워를 측정하는 단계와 - 상기 동작 파라미터의 제1 및 제2 값들 간의 차이는 제1 디더(dither) 값을 정의함 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 상기 광전지 소자의 제3 파워를 측정하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제3 값에서 상기 광전지 소자의 제4 파워를 측정하는 단계와 - 상기 동작 파라미터의 제3 값은 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제2 값과 상이하고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 및 제3 값들 간의 차이는 제2 디더 값과 동일함 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 상기 광전지 소자의 제5 파워를 측정하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 제1 파워, 상기 광전지 소자의 제2 파워, 상기 광전지 소자의 제4 파워, 상기 광전지 소자의 제5 파워, 및 상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값을 사용해서 상기 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기를 계산하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 새로운 값을 계산하는 단계와 - 상기 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 동작 파라미터의 제1 값 및 상기 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기에 적어도 부분적으로 기초함 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값이 상기 동작 파라미터의 새로운 값과 동일하게 되도록 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값을 조정하는 단계
    를 포함하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터는 전압인 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터는 전류인 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값은 동일한 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 광전지 소자상의 복사의 변경에 적어도 부분적으로 기초하고, 상기 복사의 변경은 상기 광전지 소자의 제3 파워를 상기 광전지 소자의 제1 파워 및 상기 광전지 소자의 제5 파워 중 적어도 하나와 비교함으로써 결정되는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    환경 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 환경 데이터에 적어도 부분적으로 기초하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 환경 데이터는 하늘의 이미지, 하늘의 비디오, 및 날씨 예보 중 적어도 하나를 포함하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 새로운 동작 파라미터의 값 및 상기 동작 파라미터의 상기 제1 값 간의 차이는 상기 동작 파라미터의 새로운 값이 계산되는 경우 상기 광전지 소자의 동작 파워의 값에 적어도 부분적으로 좌우되는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값은 상기 광전지 소자에 접속된 인버터의 임피던스를 변경함으로써 조정되는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값은 필 팩터(fill factor), 상기 광전지 소자를 구성하는 태양 전지의 타입, 파워, 전압, 복사, 및 온도 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하는 변수들인 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 제1 파워, 상기 광전지 소자의 제2 파워, 상기 광전지 소자의 제3 파워, 상기 광전지 소자의 제4 파워, 및 상기 광전지 소자의 제5 파워는 각각 동일한 시간 간격 후에 측정되고, 상기 동일한 시간 간격의 값은 파워, 전압, 복사, 및 온도 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값은 상기 광전지 소자의 오픈 회로 전압의 값에서 델타 값을 뺀 값과 동일한 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  13. 광전지 소자의 출력 파워를 최대화하기 위한 최대 파워 포인트 추적 시스템에 있어서,
    최대 파워 포인트 추적 컴포넌트와 - 상기 최대 파워 포인트 추적 컴포넌트는,
    광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 상기 광전지 소자의 제1 파워를 측정하고,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제2 값에서 상기 광전지 소자의 제2 파워를 측정하며 - 상기 동작 파라미터의 제1 및 제2 값들 간의 차이는 제1 디더 값을 정의함 - ,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 상기 광전지 소자의 제3 파워를 측정하고,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제3 값에서 상기 광전지 소자의 제4 파워를 측정하며 - 상기 동작 파라미터의 제3 값은 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제2 값과 상이하고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 및 제3 값들 간의 차이는 제2 디더 값과 동일함 - ,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 상기 광전지 소자의 제5 파워를 측정하고,
    상기 광전지 소자의 제1 파워, 상기 광전지 소자의 제2 파워, 상기 광전지 소자의 제4 파워, 상기 광전지 소자의 제5 파워, 및 상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값을 사용해서 상기 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기를 계산하며,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 새로운 값을 계산하도록 - 상기 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 동작 파라미터의 제1 값 및 상기 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기에 적어도 부분적으로 기초함 - 구성됨 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터를 제어하는 광전지 소자 제어 컴포넌트 - 상기 광전지 소자 제어 컴포넌트는 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값이 상기 동작 파라미터의 새로운 값과 동일하게 되도록 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값을 조정하도록 구성됨 -
    를 포함하는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터는 전압인 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터는 전류인 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값은 동일한 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 광전지 소자의 복사의 변경에 적어도 부분적으로 기초하고, 상기 복사의 변경은 상기 광전지 소자의 제3 파워를 상기 광전지 소자의 제1 파워 및 상기 광전지 소자의 제5 파워 중 적어도 하나와 비교함으로써 결정되는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  18. 제13항에 있어서,
    환경 감지 컴포넌트를 더 포함하며, 상기 환경 감지 컴포넌트는 상기 광전지 소자에 관련한 환경 데이터를 생성 또는 수신하도록 구성되고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 환경 데이터에 적어도 부분적으로 기초하는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 환경 데이터는 하늘의 이미지, 하늘의 비디오, 및 날씨 예보 중 적어도 하나를 포함하는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 동작 파라미터의 새로운 값 및 상기 동작 파라미터의 제1 값 간의 차이는 상기 동작 파라미터의 새로운 값이 계산되는 경우 상기 광전지 소자의 동작 파워에 적어도 부분적으로 좌우되는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  21. 제13항에 있어서,
    상기 광전지 소자 제어 컴포넌트는 인버터이고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값은 상기 인버터의 임피던스를 변경함으로써 조정되는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  22. 제13항에 있어서,
    상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값은 필 팩터, 상기 광전지 소자를 구성하는 태양 전지의 타입, 파워, 전압, 복사, 및 온도 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하는 변수들인 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  23. 제13항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 제1 파워, 상기 광전지 소자의 제2 파워, 상기 광전지 소자의 제3 파워, 상기 광전지 소자의 제4 파워, 및 상기 광전지 소자의 제5 파워는 각각 동일한 시간 간격 후에 측정되고, 상기 동일한 시간 간격은 파워, 전압, 복사, 및 온도 중 적어도 하나에 적어도 부분적으로 기초하는 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  24. 제13항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값은 상기 광전지 소자의 오픈 회로 전압의 값에서 델타 값을 뺀 값과 동일한 최대 파워 포인트 추적 시스템.
  25. 프로세서 및 메모리를 갖는 최대 파워 포인트 트래커를 사용해서 광전지 소자의 동작 파라미터를 설정하는 방법에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 광전지 소자의 제1 파워를 측정하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제2 값에서 상기 광전지 소자의 제2 파워를 측정하는 단계와 - 상기 동작 파라미터의 제1 및 제2 값들 간의 차이는 제1 디더 값을 정의함 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제3 값에서 상기 광전지 소자의 제3 파워를 측정하는 단계와 - 상기 동작 파라미터의 제3 값은 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제2 값과 상이하고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 및 제3 값들 간의 차이는 제2 디더 값과 동일함 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 제1 값에서 상기 광전지 소자의 제4 파워를 측정하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 제1 파워, 상기 광전지 소자의 제2 파워, 상기 광전지 소자의 제3 파워, 상기 광전지 소자의 제4 파워, 및 상기 제1 디더 값 및 상기 제2 디더 값을 사용해서 상기 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기를 계산하는 단계와,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 새로운 값을 계산하는 단계와 - 상기 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 동작 파라미터의 제1 값 및 상기 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기를 적어도 부분적으로 기초함 -,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값이 상기 동작 파라미터의 새로운 값과 동일하게 되도록 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값을 조정하는 단계
    를 포함하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    환경 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 새로운 값은 상기 환경 데이터에 적어도 부분적으로 기초하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 환경 데이터는 하늘의 이미지, 하늘의 비디오, 및 날씨 예보 중 적어도 하나를 포함하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    상기 동작 파라미터의 새로운 값 및 상기 동작 파라미터의 제1 값 간의 차이는 상기 동작 파라미터의 새로운 값이 계산되는 경우 상기 광전지 소자의 동작 파워에 적어도 부분적으로 좌우되는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터는 전압인 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 동작 파라미터는 전류인 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  31. 제25항에 있어서,
    상기 제1 디더 값은 상기 제2 디더 값과 동일한 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 광전지 소자의 제3 파워의 측정은 상기 광전지 소자의 제1 파워의 측정 및 상기 광전지 소자의 제5 파워의 측정 간의 중심 시간 차이에서 완료되고, 상기 광전지 소자의 제3 파워의 측정은 상기 광전지 소자의 제2 파워의 측정 및 상기 광전지 소자의 제4 파워의 측정 간의 중심 시간 차이에서 완료되는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  33. 제25항에 있어서,
    상기 파워-동작 파라미터 커브의 기울기는 공통 시간 인스턴스에 대한 파워 변경의 제1 및 제2 중심 차이 표현들을 사용해서 계산되고, 상기 파워 변경의 제1 중심 차이 표현은 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 계산된 변경으로부터 유래하고, 상기 파워 변경의 제2 중심 차이 표현은 복사의 변경으로부터 유래하는 광전지 소자 동작 파라미터의 설정 방법.
  34. 프로세서 및 메모리를 갖는 최대 파워 포인트 트래커를 사용해서 광전지 소자의 동작 파라미터를 설정하는 방법에 있어서,
    공통 시간 인스턴스에 대한 파워 변경의 제1 및 제2 중심 차이 표현을 사용해서 광전지 소자의 파워-동작 파라미터 커브의 기울기를 계산하는 단계와 - 상기 파워 변경의 제1 중심 차이 표현은 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 계산된 변경으로부터 유래하고, 상기 파워 변경의 제2 중심 차이 표현은 상기 광전지 소자의 복사의 변경으로부터 유래함 -,
    상기 파워-동작 파라미터 커브의 기울기에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 광전지 소자의 동작 파라미터의 값을 조정하는 단계
    를 포함하는 광전지 소자의 동작 파라미터의 설정 방법.
KR1020117013410A 2008-11-11 2009-11-11 태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법 KR101326420B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11355508P 2008-11-11 2008-11-11
US61/113,555 2008-11-11
PCT/US2009/064074 WO2010056775A1 (en) 2008-11-11 2009-11-11 System and method of determining maximum power point tracking for a solar power inverter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110096040A KR20110096040A (ko) 2011-08-26
KR101326420B1 true KR101326420B1 (ko) 2013-11-11

Family

ID=42164601

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117013410A KR101326420B1 (ko) 2008-11-11 2009-11-11 태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US7960863B2 (ko)
EP (1) EP2353057A1 (ko)
KR (1) KR101326420B1 (ko)
CN (1) CN102272687B (ko)
CA (1) CA2742805A1 (ko)
WO (1) WO2010056775A1 (ko)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2742805A1 (en) 2008-11-11 2010-05-20 Pv Powered, Inc. System and method of determining maximum power point tracking for a solar power inverter
US20120215372A1 (en) * 2008-12-15 2012-08-23 Array Converter Inc. Detection and Prevention of Hot Spots in a Solar Panel
WO2010097093A1 (en) * 2009-02-24 2010-09-02 Mppc Technology Process and device to operate continuously a solar array to its maximum power
US8482156B2 (en) 2009-09-09 2013-07-09 Array Power, Inc. Three phase power generation from a plurality of direct current sources
US10424935B2 (en) 2009-09-15 2019-09-24 Rajiv Kumar Varma Multivariable modulator controller for power generation facility
US8872083B2 (en) * 2009-12-16 2014-10-28 Saful Consulting Systems, circuits, and methods for generating a solar cell string of an adaptive solar power system
US9342088B2 (en) * 2009-12-31 2016-05-17 Sunpower Corporation Power point tracking
US8455806B2 (en) * 2010-01-18 2013-06-04 Sunpower Corporation Photovoltaic assembly for use in diffuse weather conditions and related methods
US20110224839A1 (en) * 2010-03-11 2011-09-15 Christopher Thompson Power Point Tracking
MX2012012365A (es) * 2010-04-26 2013-05-17 Univ Kingston Rastreo de punto maximo de energia para un generador de energia.
US9660576B2 (en) 2010-05-04 2017-05-23 Solmetric Corporation Predicting production of photovoltaic systems
CA2798827A1 (en) * 2010-05-07 2011-11-10 Advanced Energy Industries, Inc. Systems and methods for forecasting solar power
US9252311B2 (en) 2010-06-10 2016-02-02 James F. Wolter Solar panel system with monocoque supporting structure
CN101931345B (zh) * 2010-07-30 2013-01-16 艾默生网络能源有限公司 太阳能充电系统、最大功率点跟踪装置及其开关机方法
DE102011053094A1 (de) * 2010-08-31 2012-03-01 Sma Solar Technology Ag Wechselrichter mit AC-Schnittstelle zum Anschluss von AC-Modulen
WO2012099705A2 (en) 2011-01-17 2012-07-26 Kent Kernahan Idealized solar panel
US8970068B2 (en) 2011-02-10 2015-03-03 Draker, Inc. Pseudo-random bit sequence generation for maximum power point tracking in photovoltaic arrays
US20120242320A1 (en) 2011-03-22 2012-09-27 Fischer Kevin C Automatic Generation And Analysis Of Solar Cell IV Curves
TWI426370B (zh) * 2011-06-01 2014-02-11 Nat Univ Chin Yi Technology 太陽光電模組陣列之最大功率追蹤方法
GB201113519D0 (en) * 2011-08-04 2011-09-21 Control Tech Ltd Maximum power point tracker
KR101336811B1 (ko) * 2011-08-31 2014-01-07 주식회사 아이티파워 고속의 ｍｐｐｔ 작동방법
US9112430B2 (en) 2011-11-03 2015-08-18 Firelake Acquisition Corp. Direct current to alternating current conversion utilizing intermediate phase modulation
EP2815286A4 (en) * 2012-02-17 2015-12-02 Schneider Electric Solar Inverters Usa Inc SEARCH FOR MAXIMUM POWER POINT (MPPT)
TWI502845B (zh) * 2012-03-22 2015-10-01 中原大學 具有執行珍惜能源與回收能源概念之光電打嗝充電器之光電系統及其充電方法
US9397611B2 (en) * 2012-03-27 2016-07-19 Sunpower Corporation Photovoltaic systems with local maximum power point tracking prevention and methods for operating same
CN102759945B (zh) * 2012-05-23 2014-06-04 浙江大学 一种基于极值寻找法（esc）的光伏发电系统中光伏电池板最大功率点跟踪方法
WO2014004575A1 (en) * 2012-06-25 2014-01-03 Arizona Board Of Regents, For And On Behalf Of Arizona State University Circuits and methods for photovoltaic inverters
US20140077608A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Panasonic Corporation Power generation control device, photovoltaic power generation system and power generation control method
US20140163755A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Chevron Usa Inc. Systems and methods for improving generator efficiency in an isolated power consumption system
US9614458B1 (en) 2013-02-15 2017-04-04 Ideal Power, Inc. Methods for determining maximum power point tracking in power converters
TWI470396B (zh) 2013-06-26 2015-01-21 Ind Tech Res Inst 功率點追蹤方法與裝置
CN106104957A (zh) * 2014-02-21 2016-11-09 飞利浦灯具控股公司 经由太阳能电池转换器的功率点追踪
CN104102270A (zh) * 2014-06-20 2014-10-15 北京京东方能源科技有限公司 最大功率点跟踪方法及装置、光伏发电系统
KR101711906B1 (ko) * 2015-03-05 2017-03-13 국방과학연구소 컨버터 기반의 에너지 하베스터에 사용되는 디더 상관 최고 전력 지점 추적 방법 및 시스템
CN108107969A (zh) * 2018-01-30 2018-06-01 扬州华鼎电器有限公司 用于光伏最大功率点跟踪的主动前应式控制系统及算法
US11056881B2 (en) * 2019-06-03 2021-07-06 The Aerospace Corporation Maximum power tracking among different groups of distributed power sources with uniform time/voltage distribution control
KR102245969B1 (ko) * 2019-11-21 2021-04-29 연세대학교 산학협력단 태양광 발전 시스템의 일정 출력 제어를 위한 장치 및 방법
CN111082749B (zh) * 2020-01-09 2023-08-04 远景智能国际私人投资有限公司 光伏组串运行状态的识别方法、装置及存储介质
CN112925377B (zh) * 2021-02-01 2022-07-29 浙江晶科能源有限公司 光伏系统及光伏系统的最大功率跟踪方法
CN114911300A (zh) * 2022-03-23 2022-08-16 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种基于边界定位电导增量控制的光伏系统多极点追踪控制方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060055366A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-16 Daihen Corporation Method of controlling photovoltaic power generation system
US20080036440A1 (en) * 2004-06-24 2008-02-14 Ambient Control Systems, Inc. Systems and Methods for Providing Maximum Photovoltaic Peak Power Tracking

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923100A (en) * 1997-03-31 1999-07-13 Lockheed Martin Corporation Apparatus for controlling a solar array power system
US7193872B2 (en) * 2005-01-28 2007-03-20 Kasemsan Siri Solar array inverter with maximum power tracking
WO2008000282A1 (en) * 2006-06-26 2008-01-03 R & B Energy Research Sarl Protective device for a solar panel collector
CN100498636C (zh) * 2007-05-22 2009-06-10 华南理工大学 具有自适应搜索算法的最大功率跟踪捕获光伏控制方法
PL2212983T3 (pl) * 2007-10-15 2021-10-25 Ampt, Llc Układy do wysoko wydajnej energii słonecznej
CA2742805A1 (en) 2008-11-11 2010-05-20 Pv Powered, Inc. System and method of determining maximum power point tracking for a solar power inverter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080036440A1 (en) * 2004-06-24 2008-02-14 Ambient Control Systems, Inc. Systems and Methods for Providing Maximum Photovoltaic Peak Power Tracking
US20060055366A1 (en) * 2004-09-13 2006-03-16 Daihen Corporation Method of controlling photovoltaic power generation system

Also Published As

Publication number Publication date
CN102272687A (zh) 2011-12-07
WO2010056775A1 (en) 2010-05-20
EP2353057A1 (en) 2011-08-10
US7960863B2 (en) 2011-06-14
CN102272687B (zh) 2014-10-29
KR20110096040A (ko) 2011-08-26
CA2742805A1 (en) 2010-05-20
US8344547B2 (en) 2013-01-01
US20110282502A1 (en) 2011-11-17
US20100117623A1 (en) 2010-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101326420B1 (ko) 태양열 인버터에 대한 최대 파워 포인트 추적을 결정하는 시스템 및 방법
KR101135386B1 (ko) 단위 그룹별 최대전력점 추종을 수행하는 태양광 발전 시스템
US20150013748A1 (en) Maximum power point tracking (mppt)
Safan et al. Performance evaluation of a multi-degree of freedom hybrid controlled dual axis solar tracking system
EP4071579A1 (en) Photovoltaic module control method and photovoltaic system
KR101132323B1 (ko) 단위 그룹별 최대전력점 추종을 수행하는 태양광 발전 시스템
US20110224839A1 (en) Power Point Tracking
TW201413412A (zh) 太陽能模組系統之多點直接預測最大功率點追蹤方法及太陽能模組陣列之控制裝置
Cotfas et al. Comparative study of two commercial photovoltaic panels under natural sunlight conditions
Molina-Garcia et al. A new solar module modeling for PV applications based on a symmetrized and shifted Gompertz model
Liu et al. A GMPPT algorithm for preventing the LMPP problems based on trend line transformation technique
US10256743B2 (en) Method and apparatus for regulating an electrical power source based on global and local maximum load power
KR101598458B1 (ko) 태양광 발전효율 개선을 위한 태양광 인버터 시스템 및 그 제어 방법
Brunton et al. Maximum power point tracking for photovoltaic optimization using extremum seeking
KR20150025977A (ko) 태양광 발전 시스템의 최대전력점 추적 방법 및 이를 이용한 태양광 발전 시스템
Affari et al. Proposed simulator for testing MPPT techniques for photovoltaic systems
Benabda et al. Boost chopper MPP assessment based on solar irradiance and predictive duty cycle applied to a PV system
Smiley et al. Optimization of building integrated photovoltaic systems
Azli et al. Effect of fill factor on the MPPT performance of a grid-connected inverter under Malaysian conditions
Jabarullah et al. Maximum Power Point Tracking in PV Device: Material, Efficiency and Models to Supply Non-Linear DC Power Supply
JP2006032612A (ja) 太陽電池モジュールの出力制御方法
KR102645221B1 (ko) 기상 데이터 및 pv 시스템의 환경 데이터를 이용한 인공 지능 기반의 태양광 발전량 예측 시스템
Lappalainen et al. Simulation resolution of PV system partial shading studies
KR101128386B1 (ko) 태양광 발전 시스템
Vega Pérez et al. Design and development of photovoltaic power meter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee