KR20180067433A - 태양광 발전 시스템 - Google Patents

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Abstract

태양광 발전 시스템(100)은, 태양 전지 모듈(1)과, 전력 변환기와, 제어 장치(6)를 구비한다. 상기 전력 변환기는 태양 전지 모듈(1)의 출력 전압이 목표 출력 전압으로 되도록 상기 출력 전압을 제어하도록 구성된다. 제어 장치(6)는 목표 출력 전압의 하한값을 다음 식에 기초하여 결정하도록 구성되어 있다.
Figure pat00005

여기서, Irr은 사용 광량이고, T는 온도이다. VTL(Irr, T)은 목표 출력 전압의 하한값이다. VOC(Irr, T)는 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압이다. n은 직렬 접속된 복수의 태양 전지 셀(10)의 매수이다. VBD(T)는 1매의 태양 전지 셀(10)의 역방향 항복 전압의 정값이다. α는 허용 오차이다.

Description

태양광 발전 시스템{SOLAR POWER GENERATION SYSTEM}
본 개시는 태양광 발전 시스템에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2004-280220호에는, 태양광 발전 시스템이 개시되어 있다. 일본 특허 공개 제2004-280220호에 기재된 태양광 발전 시스템은, 태양 전지 모듈, 전력 변환 회로, 제어 회로 및 부하를 갖는다. 태양 전지 모듈은, 소정 기전력의 복수의 태양 전지 셀을 어레이 형상으로 배열하여 구성된다.
그런데, 복수의 태양 전지 셀이 직렬 접속된 태양 전지 모듈에 있어서는, 응달로 된 태양 전지 셀이 전기 회로에 있어서의 부하로 되어 전력을 소비한다. 그 결과, 응달로 된 태양 전지 셀이 이상 발열할 가능성이 있다. 이상 발열을 피하기 위해, 바이패스 다이오드를 사용한 태양 전지 모듈이 알려져 있다. 예를 들어, 일본 특허 공개 제2011-249790호에는, 바이패스 다이오드와 복수의 태양 전지 셀이 병렬 접속된 태양 전지 모듈이 개시되어 있다.
그러나, 바이패스 다이오드가 오픈 고장난 경우, 응달로 된 태양 전지 셀에 전류가 흘러, 이상 발열이 발생해 버린다. 본 기술 분야에서는, 제어에 의해 태양 전지 셀의 이상 발열을 억제할 수 있는 태양광 발전 시스템이 요망되고 있다.
본 개시의 형태에 있어서, 태양광 발전 시스템은, 복수의 태양 전지 셀이 직렬 접속된 태양 전지 모듈과, 태양 전지 모듈에 접속되는 전력 변환기와, 목표 출력 전압을 결정하도록 구성되는 제어 장치를 구비한다. 상기 전력 변환기는 태양 전지 모듈의 출력 전압이 목표 출력 전압으로 되도록 상기 출력 전압을 제어하도록 구성된다. 제어 장치는, 목표 출력 전압의 하한값을 다음 식에 기초하여 결정하도록 구성되어 있다.
Figure pat00001
여기서, Irr은 사용 광량이고, T는 온도이다. VTL(Irr, T)은 어떤 사용 광량 및 온도에 있어서의 목표 출력 전압의 하한값이다. VOC(Irr, T)는 어떤 사용 광량 및 온도에 있어서의 태양 전지 모듈의 개방 전압이다. n은 직렬 접속된 복수의 태양 전지 셀의 매수이다. VBD(T)는 어떤 온도에 있어서의 1매의 태양 전지 셀의 역방향 항복 전압의 정값이다. α는 허용 오차이다.
본 개시의 형태에 따르면, 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값이 설정된다. 태양 전지 셀의 적어도 일부가 응달로 되고, 또한 식 (1)을 사용하여 설정된 하한값보다 하회하는 목표 출력 전압의 경우, 응달로 된 태양 전지 셀이 역방향 항복 상태에서 통전한다. 이 경우, 응달로 된 태양 전지 셀에서 전력이 소비되어, 발열해 버린다. 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값이 설정됨으로써, 태양 전지 셀이 역방향 항복 상태에서 통전하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 상기 태양광 발전 시스템은, 제어에 의해 태양 전지 셀의 이상 발열을 억제할 수 있다.
본 개시의 형태에 있어서, 상기 제어 장치는, 태양 전지 셀의 적어도 일부가 응달로 되어 있는지 여부를 판정하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 제어 장치는, 제어 장치가 태양 전지 셀의 적어도 일부가 응달로 되어 있다고 판정한 경우에, 목표 출력 전압의 하한값을 설정하도록 구성되어도 된다.
본 개시의 형태에 따르면, 태양 전지 셀의 적어도 일부가 응달로 되어 있다고 판정되었을 때에, 즉, 이상 발열의 발생 조건을 만족시킬 가능성이 있을 때에, 목표 출력 전압의 하한값을 설정할 수 있다.
본 개시의 형태에 있어서, 태양광 발전 시스템은, 제1 다이오드와, 제2 다이오드를 더 구비해도 된다. 이 경우, 복수의 태양 전지 셀은, 제1 태양 전지 셀 직렬군과 제2 태양 전지 셀 직렬군을 포함하고, 제1 다이오드와 제1 태양 전지 셀 직렬군이 병렬 접속되고, 제2 다이오드와 제2 태양 전지 셀 직렬군이 병렬 접속되어도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 제1 다이오드 및 상기 제2 다이오드 중 적어도 한쪽이 오픈 고장났는지 여부를 판정하도록 구성되어도 된다. 제어 장치는, 제어 장치가 제1 다이오드 및 제2 다이오드 중 적어도 한쪽이 오픈 고장났다고 판정한 경우에, 목표 출력 전압의 하한값을 설정하도록 구성되어도 된다.
본 개시의 형태에 따르면, 제1 다이오드 및 제2 다이오드 중 적어도 한쪽이 오픈 고장났다고 판정되었을 때에, 즉, 이상 발열의 발생 조건을 만족시킬 가능성이 있을 때에, 목표 출력 전압의 하한값을 설정할 수 있다.
본 개시의 형태에 있어서, 태양광 발전 시스템은, 상기 복수의 태양 전지 셀의 표면을 촬상한 화상을 취득하도록 구성되는 촬상 장치를 더 구비해도 된다. 상기 제어 장치는, 상기 촬상 장치와 접속되고, 상기 촬상 장치가 취득한 화상에 기초하여, 상기 태양 전지 셀의 적어도 일부가 응달로 되어 있는지 여부를 판정하도록 구성되어도 된다.
본 개시에 따르면, 제어에 의해 태양 전지 셀의 이상 발열을 억제할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예의 특징, 이점 및 기술적 및 산업적 의의는 유사 요소들을 유사 도면 부호로 나타낸 첨부 도면을 참조로 하여 후술될 것이다.
도 1은 제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템을 도시하는 블록도.
도 2는 도 1의 태양 전지 모듈을 도시하는 평면도.
도 3은 도 1의 태양 전지 모듈의 전류-전압 특성을 나타내는 그래프.
도 4는 도 1의 태양광 발전 시스템의 출력 결정 처리를 설명하는 흐름도.
도 5는 변형예에 관한 태양 전지 모듈을 도시하는 평면도.
도 6은 제2 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템을 도시하는 블록도.
도 7은 목표 출력 전압의 결정 처리를 나타내는 흐름도.
도 8은 제3 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템을 도시하는 블록도.
도 9는 목표 출력 전압의 결정 처리를 나타내는 흐름도.
이하, 도면을 참조하여, 본 개시의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 동일하거나 또는 상당 요소에는 동일 부호를 붙이고, 중복되는 설명은 반복하지 않는다.
[제1 실시 형태]
[태양광 발전 시스템(100)의 구성]
도 1은 제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)을 도시하는 블록도이다. 도 2는 도 1의 태양 전지 모듈(1)을 도시하는 평면도이다. 태양광 발전 시스템(100)은 태양광을 사용하여 발전하고, 상기 전력을 축전하는 시스템이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 시스템(100)은 태양 전지 모듈(1), 전압계(2), 전류계(3), DC-DC 컨버터(4)(전력 변환기의 일례), 축전지(5) 및 제어 장치(6)를 구비한다.
태양 전지 모듈(1)은 태양광을 사용하여 발전하는 복수의 소자를 조립하여 유닛화한 부품이다. 태양 전지 모듈(1)은 전력을 출력한다. 태양 전지 모듈(1)은 복수의 태양 전지 셀(10) 및 출력 단자(13, 14)를 갖는다.
태양 전지 셀(10)은 에너지 변환 소자이다. 태양 전지 셀(10)은 수광면에 태양광을 수광하면, 수광한 태양광의 에너지를 전력으로 변환하여 출력한다. 태양 전지 셀(10)로서는, 특정한 구성에 한정되지 않고, 공지의 태양 전지 셀이 채용된다.
태양 전지 셀(10) 각각은 동일 구성이며, 직렬 접속되어 있다. 즉, 태양 전지 셀(10) 각각은 전기적으로 서로 직렬로 접속되어 있다. 상기 태양 전지 셀(10)은 복수의 태양 전지 셀 직렬군(11)을 형성하고 있다. 태양 전지 셀 직렬군(11) 각각은 직렬 접속되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 상기 태양 전지 셀(10)은 3개의 태양 전지 셀 직렬군(11)을 형성하고 있다. 구체적인 일례로서, 태양 전지 셀(10)의 매수는 전부 36매이며, 태양 전지 셀 직렬군(11)을 형성하고 있는 태양 전지 셀(10)의 매수는 12매이다.
출력 단자(13)는 태양 전지 모듈(1)에 있어서의 저전위의 전력 출력단에 설치된 단자이다. 출력 단자(13)는 예를 들어 DC-DC 컨버터(4)의 저전위의 전력 입력 단자에 전기적으로 접속된다. 출력 단자(14)는 태양 전지 모듈(1)에 있어서의 고전위의 전력 출력단에 설치된 단자이다. 출력 단자(14)는 예를 들어 DC-DC 컨버터(4)의 고전위의 전력 입력 단자에 전기적으로 접속된다.
전압계(2)는 전기 회로 중의 전압(전위차)을 계측하는 계측기이다. 전압계(2)는 태양 전지 모듈(1)과 병렬로 접속된다. 보다 구체적인 일례로서, 전압계(2)는 태양 전지 모듈(1)의 출력 단자(13)와 출력 단자(14) 사이에 전기적으로 접속되어 있고, 태양 전지 모듈(1)에 의해 출력되는 전압을 계측한다. 전류계(3)는 전기 회로 중의 전류를 계측하는 계측기이다. 전류계(3)는 태양 전지 모듈(1)과 직렬로 접속된다. 보다 구체적인 일례로서, 전류계(3)는 태양 전지 모듈(1)의 출력 단자(14)에 대하여 전기적으로 접속되어 있고, 태양 전지 모듈(1)로부터 출력되는 전류를 계측한다.
DC-DC 컨버터(4)는 전력을 변환하는 기기이다. DC-DC 컨버터(4)는 태양 전지 모듈(1)에 접속된다. 도면 중에서는, DC-DC 컨버터(4)는 태양 전지 모듈(1)과 축전지(5) 사이에 전기적으로 접속되어 있다. DC-DC 컨버터(4)는 태양 전지 모듈(1)의 출력 전압이 목표 출력 전압으로 되도록 출력 전압을 제어한다. 그리고, DC-DC 컨버터(4)는 목표 출력 전압으로 제어된 출력 전압을 소정 전압으로 변환한다. 보다 구체적인 일례로서는, DC-DC 컨버터(4)는 태양 전지 모듈(1)에 의해 출력되는 전압 및 전류를 변환하여, 축전지(5)에 출력한다. DC-DC 컨버터(4)로서는, 특정한 구성에 한정되지 않고, 공지의 DC-DC 컨버터가 채용된다.
축전지(5)는 태양 전지 모듈(1)에 의해 전력이 입력됨으로써 충전 가능한 배터리이다. 축전지(5)는 반복 충방전 가능한 배터리이면 특정한 배터리에 한정되지 않는다.
제어 장치(6)는 연산 장치이며, 예를 들어 CPU(Central Processing Unit), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory) 등을 구비한 일반적인 컴퓨터로서 구성된다. 제어 장치(6)는 DC-DC 컨버터(4)에 접속되어, DC-DC 컨버터(4)의 동작을 제어한다. 구체적인 일례로서는, 제어 장치(6)는 DC-DC 컨버터(4)의 목표 출력 전압을 결정한다.
제어 장치(6)는 일례로서, 태양 전지 모듈(1)의 출력 전력이 최대로 되는 목표 출력 전압을 결정한다. 제어 장치(6)는 다양한 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 제어 장치(6)는 태양광 발전 시스템(100)에 있어서 MPPT(Maximum Power Point Tracking) 제어를 실행하도록, DC-DC 컨버터(4)의 동작을 제어한다. MPPT 제어란, 태양 전지 모듈(1)의 출력 전압을 변화시키고, 전압의 변화 전후에 있어서의 전력을 비교하여, 보다 전력이 커지는 전압을 채용하는 제어 방법이다. 보다 구체적인 일례로서는, 제어 장치(6)는 전압계(2)에 의해 계측된 전압 및 전류계(3)에 의해 계측된 전류에 기초하여, 태양 전지 모듈(1)에 의해 발전된 전력을 산출한다.
또한, 제어 장치(6)는 목표 출력 전압의 하한값을 식 (1)을 사용하여 설정한다.
Figure pat00002
여기서, Irr은 사용 광량이고, T는 온도이다. VTL(Irr, T)은 어떤 사용 광량 및 온도에 있어서의 목표 출력 전압의 하한값이다. VOC(Irr, T)는 어떤 사용 광량 및 온도에 있어서의 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압이다. n은 직렬 접속된 복수의 태양 전지 셀의 매수이다. VBD(T)는 어떤 온도에 있어서의 1매의 태양 전지 셀의 역방향 항복 전압의 정값이다. α는 허용 오차이다. 이와 같은 하한값을 채용하는 이유는, 응달로 된 태양 전지 셀(10)이 발열하는 것을 피하기 위해서이다. 상세에 대해서는 후술한다.
태양 전지 모듈(1)의 개방 전압 VOC는, 예를 들어 IEC(International Electro-technical Commission) 규격인 IEC60904-1에 규정된 측정 방법에 의해 측정된다. 개방 전압 VOC는 어떤 사용 광량 I에 의존한다. 식 (1)에 사용하는 개방 전압 VOC는, 예를 들어 태양 전지 모듈(1)이 사용 광량(사용 환경 하에 있어서의 광량) 상한의 태양광을 수광한 경우에 있어서의 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압[출력 단자(13)와 출력 단자(14) 사이의 개방 전압]으로 해도 된다. 보다 구체적인 일례로서, 사용 광량의 상한값의 구체적인 범위는, 예를 들어 300W/㎡∼1000W/㎡이다. 또한, 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압 VOC는 어떤 온도에 의존한다. 예를 들어, 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압 VOC는, 태양 전지 셀(10)이 저온으로 되는 것에 비례하여 상승하는 온도 의존성을 갖고 있다. 식 (1)에 사용하는 개방 전압 VOC는, 사용 환경 하에 있어서의 태양 전지 셀(10)의 하한 온도에서의 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압으로 해도 된다. 하한 온도의 구체적인 온도 범위는 -30℃∼90℃이다.
또한, 태양 전지 셀(10)의 역방향 항복 전압 VBD는, 태양 전지 셀(10)의 전류-전압 특성에 기초하여 규정된다. 역방향 항복 전압 VBD는 어떤 온도에 의존한다. 예를 들어, 역방향 항복 전압 VBD는, 태양 전지 셀(10)이 저온으로 되는 것에 비례하여 저하되는 온도 의존성을 갖고 있다. 태양 전지 셀(10)의 역방향 항복 전압 VBD는, 사용 환경 하에 있어서의 태양 전지 셀(10)의 하한 온도에서의 태양 전지 모듈(1)의 역방향 항복 전압으로 해도 된다. 하한 온도의 구체적인 온도 범위는 -30℃∼90℃이다. 태양 전지 셀(10)의 역방향 항복 전압 VBD의 상세한 규정 방법에 대해서는 후술한다.
허용 오차 α는 허용 전류 IT와 기생 직렬 저항 R의 곱으로 표현된다. 허용 전류 IT란, 어떤 온도에 있어서, 응달로 되는 태양 전지 셀(10)에 통전시켰다고 해도 발열이 허용 범위 내인 전류값이다. 예를 들어, 허용 전류 IT는, 전류 I일 때의 발열량인 VBD·I[W]가 태양 전지 모듈(1)의 내열성에 따라서 허용되는 범위로 되도록 설정된다. 허용 범위 내의 발열의 일례로서는 20W∼30W이다. 기생 직렬 저항 R은, 태양 전지 모듈(1)과 태양 전지 모듈(1)로부터 전압계(2)가 접속되어 있는 점까지의 경로의 기생 직렬 저항의 합계이다.
제어 장치(6)는 하한값을 설정함으로써, 하한값 이상의 목표 출력 전압을 결정한다. 하한값을 사용하여 목표 출력 전압을 결정하는 방법은 몇 가지 존재한다. 제1 방법으로서, 제어 장치(6)는 처음에 하한값 이상의 전압 범위를 설정하고, 설정된 전압 범위 내에 있어서 목표 출력 전압을 공지의 방법에 의해 결정한다. 제2 방법으로서, 제어 장치(6)는 처음에 목표 출력 전압을 공지의 방법에 의해 가결정하고, 가결정된 목표 출력 전압을 하한값과 비교한다. 그리고, 제어 장치(6)는 가결정된 목표 출력 전압이 하한값 이상이면, 가결정된 목표 출력 전압을 그대로 목표 출력 전압으로서 채용한다. 한편, 제어 장치(6)는 가결정된 목표 출력 전압이 하한값 미만이면, 가결정된 목표 출력 전압을 파기하고, 다음으로 조건이 좋은 목표 출력 전압과 하한값의 비교를 행한다. 제어 장치(6)는 상기 처리를 반복함으로써 목표 출력 전압을 결정한다.
제어 장치(6)는 결정된 목표 출력 전압에 대응하는 제어값을 DC-DC 컨버터(4)에 출력한다. 제어값의 일례는 DC-DC 컨버터(4)의 듀티(Duty)비이다.
[이상 발열의 원리]
태양 전지 셀(10)이 이상 발열하는 조건을 설명한다. 태양 전지 모듈(1)이 바이패스 다이오드를 갖지 않는 경우, 이상 발열의 발생 조건은, 2개의 조건을 만족시켰을 때로 된다. 제1 조건은, 태양 전지 모듈(1)의 적어도 1개의 태양 전지 셀(10)의 수광면의 일부 영역 또는 전체 영역이 응달로 되는 것이다. 응달이란, 햇볕이 드는 상황 하에 있어서 햇볕이 차단되어, 그늘로 되는 것을 말한다. 일부의 태양 전지 셀(10)의 햇볕이 차단되는 원인은, 예를 들어 날씨, 조류가 배설물 등의 차폐물의 부착, 비래물의 충돌 등에 의한 셀 표면층의 파손이나 개질 등이 생각된다. 또한, 태양 전지 셀(10) 모두가 응달로 되는 경우에는, 당연히 이상 발열은 발생하지 않는다. 이하에서는, 태양 전지 셀(10) 모두가 응달로 되는 경우는 제외하고 설명한다.
적어도 1개의 태양 전지 셀(10)이 응달로 되는 경우, 태양 전지 모듈(1)의 출력 전류는 응달로 되어 있는 태양 전지 셀(10)의 전류값에 율속된다. 제2 조건은, 태양 전지 모듈(1)의 출력 전압이 소정 범위로 되는 것이다. 이하에서는, 이상 발열로 되는 태양 전지 모듈(1)의 출력 전압의 범위의 상세를 설명한다.
도 3은 도 1의 태양 전지 모듈(1)의 전류-전압 특성을 나타내는 그래프이다. 도 3에 있어서, 횡축은 태양 전지 모듈(1)에 의해 출력되는 전압 V를 나타내고, 종축은 태양 전지 모듈(1)에 의해 출력되는 전류 I를 나타낸다. 도 3의 제1 사분면(V>0, I>0)에서는, 태양 전지 모듈(1)은 전지로서 기능한다(순바이어스). 도 3의 제2 사분면(V<0, I>0)에서는, 태양 전지 모듈(1)은 부하로서 기능한다(역바이어스).
파선의 그래프 X는, 1매의 태양 전지 셀(10)이 응달로 된 경우[상기 태양 전지 셀(10)의 수광면의 일부분 또는 전체면이 응달로 된 경우]의 상기 태양 전지 셀(10)의 전류-전압 특성을 나타내고 있다. 그래프 X는, 1매의 태양 전지 셀(10)의 개방 전압 VCELL에서 횡축과 교차한다. 그래프 X는 전압이 저하되는 것에 비례하여 전류가 상승하지만, 태양 전지 셀(10)이 응달로 되어 있기 때문에, 비교적 낮은 전류값에서 포화된다(도면 중 A1).
그래프 X로 나타내어지는 바와 같이, 상기 태양 전지 셀(10)에 인가되는 전압이 역방향으로 되어(도면 중의 제1 전압 범위 RV1), 전압이 소정값까지 저하(역방향의 전압 절댓값이 소정값까지 증대)되었을 때에, 전류가 급격하게 또한 직선적으로 증대된다(도면 중 A2). 태양 전지 셀(10)의 역방향 항복 전압 VBD는, 그래프 X의 A2 부분을 직선으로 근사한 선(도면 중 A3)이 횡축과 교차하는 점에 있어서의 전압의 정값으로 정의할 수 있다.
실선의 그래프 Y는, 응달로 된 1매의 태양 전지 셀(10)을 포함하는 태양 전지 모듈(1)의 전류-전압 특성이다. 태양 전지 모듈(1)은 제1 사분면의 영역에서 동작이 제어된다. 그래프 Y는 n매의 태양 전지 셀(10)을 갖는 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압 VOC에서 횡축과 교차한다. 그래프 Y는 출력 전압이 저하되는 것에 비례하여 전류가 상승하지만, 1매의 태양 전지 셀(10)이 응달로 되어 있기 때문에 상기 태양 전지 셀(10)을 흐를 수 있는 출력 전류가 상한으로 된다. 그 결과, 비교적 낮은 전류값에서 포화된다(도면 중 A4, 제3 전압 범위 RV3).
또한, 그래프 Y로 나타내어지는 바와 같이, 응달로 된 태양 전지 셀(10)에 인가되는 역방향의 전압이, n-1매의 태양 전지 셀(10)의 개방 전압에 상당하는 출력 전압으로부터 역방향 항복 전압 VBD를 차감한 출력 전압까지 저하(역방향의 전압의 절댓값이 소정값까지 증대)되었을 때에, 출력 전류가 급격하게 또한 직선적으로 증대된다(도면 중 A5, 제2 전압 범위 RV2). 제2 전압 범위 RV2를 식 (2)로 나타낸다.
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태양 전지 모듈(1)의 목표 출력 전압이 제2 전압 범위 RV2 내인 경우, 응달로 된 태양 전지 셀(10)이 역방향 항복 상태에서 도통한다. 이 경우, 상기 태양 전지 셀(10)이 발열한다.
또한, 제어 장치(6)가 MPPT 제어에 의해 목표 출력 전압을 결정하고 있는 경우, 제1 전력점 M1이 출력 최댓값으로 선택될 수 있다. 그리고, 제1 전력점 M1을 기준으로 하여 목표 출력 전압이 제2 전압 범위 RV2 내에 고정되기 때문에, 응달로 된 태양 전지 셀(10)이 이상 발열하는 상태가 계속되는 경우가 있다. 즉, 제어 장치(6)가 MPPT 제어에 의해 목표 출력 전압을 결정하고 있는 경우, 태양 전지 셀(10)의 이상 발열의 문제가 보다 현저해진다.
[목표 출력 전압의 하한값]
상술한 바와 같이, 목표 출력 전압이 제2 전압 범위 RV2 내로 설정된 경우에는 발열한다. 제어 장치(6)는 목표 출력 전압의 하한값을 상술한 식 (1)을 사용하여 설정함으로써, 목표 출력 전압이 제2 전압 범위 RV2 내로 설정되는 것을 피한다. 이에 의해, 이상 발열의 발생 조건인 제2 조건이 만족되지 않는다. 도 3의 예에서는, 제1 전력점 M1은 선택되지 않고, 제2 전력점 M2가 선택된다. 이와 같이, 태양광 발전 시스템(100)은 제어에 의해 태양 전지 셀(10)의 이상 발열을 억제할 수 있다.
또한, 상술한 설명에 있어서는, 1매의 태양 전지 셀(10)이 응달로 된 경우를 예시하고 있지만, 예를 들어 m매(m은 2 이상)의 태양 전지 셀(10)이 응달로 된 경우, 상기의 식 (1)의 -VBD에 계수 m이 관련되게 된다. 이때, 상기 식 (1)의 좌변의 값은 한층 더 감소된다. 따라서, 상기의 설명과 같이 1매의 태양 전지 셀(10)이 응달로 된 경우에 있어서 상기 식 (1)을 만족시키고 있으면, m매의 태양 전지 셀(10)이 응달로 된 경우에 있어서도 상기 식 (1)이 만족되게 된다.
[태양광 발전 시스템(100)의 하한값 설정 처리]
도 4는 태양광 발전 시스템(100)의 출력 결정 처리를 설명하는 흐름도이다. 도 4에 도시된 흐름도는, 태양 전지 모듈(1)로부터 출력을 얻을 때에, 제어 장치(6)에 의해 실행된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어 장치(6)는 하한값 설정 처리(S12)로부터 개시한다. 제어 장치(6)는 하한값 설정 처리(S12)로서, 목표 출력 전압의 하한값을 설정한다. 제어 장치(6)는 식 (1)을 사용하여 산출된 하한값을, 목표 출력 전압의 하한값으로서 설정한다.
계속해서, 제어 장치(6)는 목표 출력 전압 결정 처리(S14)로서, 하한값 설정 처리(S12)에서 설정된 하한값 이상의 범위 내에 있어서, 태양 전지 모듈(1)로부터의 출력이 최대로 되도록 목표 출력 전압을 결정한다. 제어 장치(6)는 예를 들어 MPPT 제어에서 사용되는 목표 출력 전압을 결정한다. 제어 장치(6)는 태양광 발전 시스템(100)의 전원 OFF 등의 MPPT 제어의 종료 조건이 만족될 때까지, 즉, MPPT 제어의 실행 중에 있어서는, 목표 출력 전압을 소정의 타이밍 또는 주기로 결정한다. 제어 장치(6)는 목표 출력 전압 결정 처리(S14)를 종료하면, 도 4에 도시된 출력 결정 처리의 흐름도를 종료한다. 또한, 제어 장치(6)는 MPPT 제어의 실행 중에 있어서 목표 출력 전압의 하한값의 설정을 동적으로 행해도 된다. 이 경우에는, 제어 장치(6)는 하한값 설정 처리(S12)를 반복하여 실행하고, 시시각각으로 설정되는 하한값을 목표 출력 전압 결정 처리(S14)에 반영함으로써 실현한다. 이상의 처리에 의해, 목표 출력 전압의 하한값이 설정되고, 하한값 이상의 목표 출력 전압이 결정된다.
[변형예 1]
태양 전지 모듈(1)은 태양 전지 모듈(1)의 일부가 응달로 된 태양 전지 셀 직렬군(11)의 입출력을 바이패스시키는 수단을 구비하고 있어도 된다. 도 5는 변형예 1에 관한 태양 전지 모듈(1A)을 도시하는 평면도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 태양 전지 모듈(1A)은, 태양 전지 모듈(1)과 비교하여, 바이패스 다이오드(12A∼12C)를 구비하는 점에서 상이하고, 그 밖의 구성은 동일하다. 또한, 이하에서는, 바이패스 다이오드(12A∼12C)는, 바이패스 다이오드(12)로 총칭하는 경우가 있다.
직렬 접속된 복수의 태양 전지 셀(10)은 복수의 태양 전지 셀 직렬군(11)으로 나누어져 있다. 도면 중에서는, 직렬 접속된 복수의 태양 전지 셀(10)은 태양 전지 셀 직렬군(11A)(제1 태양 전지 셀 직렬군의 일례), 태양 전지 셀 직렬군(11B)(제2 태양 전지 셀 직렬군의 일례) 및 태양 전지 셀 직렬군(11C)으로 나누어져 있다. 또한, 이하에서는, 태양 전지 셀 직렬군(11A∼11C)은, 태양 전지 셀 직렬군(11)으로 총칭하는 경우가 있다.
바이패스 다이오드(12)는 정류 작용을 갖는 소자이다. 바이패스 다이오드(12)는 태양 전지 셀 직렬군(11)에 대하여 1개 설치되어 있다. 바이패스 다이오드(12)는 태양 전지 셀 직렬군(11)에 있어서의 고전위의 전력 출력단 및 저전위의 전력 출력단을 접속하도록 설치되어 있다. 즉, 바이패스 다이오드(12)는 태양 전지 셀 직렬군(11)과 병렬 접속되어 있다(전기적으로 서로 병렬로 접속되어 있다). 예를 들어, 바이패스 다이오드(12A)(제1 다이오드의 일례)는 태양 전지 셀 직렬군(11A)과 병렬 접속된다. 바이패스 다이오드(12B)(제2 다이오드의 일례)는 태양 전지 셀 직렬군(11B)과 병렬 접속된다. 바이패스 다이오드(12C)는, 태양 전지 셀 직렬군(11C)과 병렬 접속된다.
바이패스 다이오드(12)는 태양 전지 셀 직렬군(11)에 있어서의 저전위의 전력 출력단으로부터 고전위의 전력 출력단을 향하는 방향이 순방향으로 되도록 설치되어 있다. 바이패스 다이오드(12)에서는, 순방향으로 소정 이상의 전압이 인가되면, 태양 전지 셀 직렬군(11)에 있어서의 저전위의 전력 출력단으로부터 고전위의 전력 출력단을 향하여 전류가 흐른다. 이 때문에, 바이패스 다이오드(12)는 태양 전지 셀(10)이 응달로 된 경우에는, 상기 태양 전지 셀(10)을 포함하는 태양 전지 셀 직렬군(11)을 흐를 수 없는 전류를 우회시키도록 작용한다. 또한, 제어 장치(6)가 목표 출력 전압의 하한값을 설정함으로써, 바이패스 다이오드(12)가 오픈 고장난 경우에 있어서, 일부의 태양 전지 셀(10)이 응달로 되었을 때라도, 상기 태양 전지 셀(10)의 이상 발열을 억제할 수 있다.
[제1 실시 형태의 정리]
이상, 제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)에 따르면, 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값이 설정된다. 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되고, 또한 식 (1)을 사용하여 설정된 하한값보다 하회하는 목표 출력 전압의 경우, 응달로 된 태양 전지 셀(10)이 역방향 항복 상태에서 통전한다. 이 경우, 응달로 된 태양 전지 셀(10)에서 전력이 소비되어, 발열해 버린다. 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값이 설정됨으로써, 태양 전지 셀(10)이 역방향 항복 상태에서 통전하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 상기 태양광 발전 시스템(100)은 제어에 의해 태양 전지 셀(10)의 이상 발열을 억제할 수 있다.
또한, 제어 장치(6)가 MPPT 제어에 의해 목표 출력 전압을 결정하고 있는 경우, 태양 전지 셀(10)의 이상 발열의 문제가 보다 현저해진다. 제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)에 따르면, MPPT 제어에 의해 목표 출력 전압을 결정하는 경우라도, 제어에 의해 태양 전지 셀(10)의 이상 발열을 억제할 수 있다.
[제2 실시 형태]
제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)에서는, 제어 장치(6)가 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값을 항상 설정하고 있다. 그러나, 응달로 되는 태양 전지 셀(10)이 존재하지 않는 경우에는, 식 (1)을 사용하여 설정되는 하한값 이하로 목표 출력 전압을 결정하였다고 해도 이상 발열은 발생하지 않는다. 따라서, 이상 발열이 발생할 가능성이 있을 때에 한하여 하한값을 설정할 수 있으면, 이상 발열이 발생할 가능성이 없을 때에는 목표 출력 전압의 설정 가능한 전압 범위를 확대할 수 있다. 결과로서, 태양광 발전 시스템(100)의 총 발전량이 향상되는 경우가 있다. 제2 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100A)에서는, 이상 발열이 발생할 가능성이 있을 때에 목표 출력 전압의 하한값을 설정한 후에 목표 출력 전압을 결정한다. 한편, 이상 발열이 발생할 가능성이 없을 때에는 목표 출력 전압의 하한값을 설정하지 않고 목표 출력 전압을 결정한다.
[태양광 발전 시스템(100A)의 구성]
도 6은 제2 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100A)을 도시하는 블록도이다. 태양광 발전 시스템(100A)은, 제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)과 비교하여, 촬상 장치(7) 및 응달 판정부(8)를 구비하는 점, 및 제어 장치의 기능이 상위하고, 그 밖의 구성은 동일하다.
촬상 장치(7)와 응달 판정부(8)는 정보의 교환이 가능하게 구성된다. 제어 장치(6A)와 응달 판정부(8)는, 정보의 교환이 가능하게 구성된다. 정보의 교환 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어 장치(6A)와 응달 판정부(8)는, 배선 등에 의해 전기적으로 접속되어 있어도 되고, 무선 통신 또는 유선 통신 가능하게 접속되어 있어도 되고, 공유의 외부 기억 매체를 참조 가능하게 구성되어 있어도 된다.
촬상 장치(7)는 화상 소자를 구비하는 장치이다. 촬상 장치(7)는 태양 전지 셀(10)의 표면을 촬상한 화상을 취득하도록 배치된다. 촬상 장치(7)는 일례로서 카메라이다.
응달 판정부(8)는 연산 장치이며, 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등을 구비한 일반적인 컴퓨터로서 구성된다. 응달 판정부(8)는 촬상 장치(7)에 의해 취득된 화상을 취득한다. 그리고, 응달 판정부(8)는 촬상 장치(7)에 의해 취득된 화상을 해석하고, 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있는지 여부를 판정한다. 해석 방법으로서는, 공지의 화상 처리 기술을 채용할 수 있다.
제어 장치(6A)는, 제어 장치(6)와 비교하여, 조건을 만족시켰을 때만 목표 출력 전압의 하한값을 설정하는 점이 상위하고, 그 외는 동일하다. 제어 장치(6A)는, 응달 판정부(8)의 판정 결과를 취득한다. 그리고, 제어 장치(6A)는, 응달 판정부(8)에 의해 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있다고 판정한 경우에, 목표 출력 전압의 하한값을 설정한다.
[태양광 발전 시스템(100A)의 하한값 설정 처리]
도 7은 태양광 발전 시스템(100A)의 출력 결정 처리를 설명하는 흐름도이다. 도 7에 도시된 흐름도는, 태양 전지 모듈(1)로부터 출력을 얻을 때에, 응달 판정부(8) 및 제어 장치(6A)에 의해 실행된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 시스템(100A)은, 응달 판정 처리(S20)로부터 개시한다. 응달 판정부(8)는 응달 판정 처리(S20)로서, 촬상 장치(7)에 의해 취득된 화상에 기초하여, 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있는지 여부를 판정한다.
제어 장치(6A)는, 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있다고 판정한 경우(S20 : "예"), 하한값 설정 처리(S22)로서, 목표 출력 전압의 하한값을 설정한다. 제어 장치(6A)는, 식 (1)을 사용하여 산출된 하한값을, 목표 출력 전압의 하한값으로서 설정한다. 계속해서, 목표 출력 전압 결정 처리(S24)가 실행된다.
제어 장치(6A)는, 목표 출력 전압 결정 처리(S24)로서, 하한값 설정 처리(S22)에서 설정된 하한값 이상의 범위 내에 있어서, 태양 전지 모듈(1)로부터의 출력이 최대로 되도록 목표 출력 전압을 결정한다.
한편, 제어 장치(6A)는, 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있지 않다고 판정된 경우(S20 : "아니오"), 하한값 설정 처리(S22)를 실행하지 않고, 목표 출력 전압 결정 처리(S24)를 실행한다. 제어 장치(6A)는, 목표 출력 전압 결정 처리(S24)로서, 전압 범위에 제한을 받지 않고 태양 전지 모듈(1)로부터의 출력이 최대로 되도록 목표 출력 전압을 결정한다.
태양광 발전 시스템(100A)은, 목표 출력 전압 결정 처리(S24)를 종료하면, 도 7에 도시된 출력 결정 처리의 흐름도를 종료한다. 태양광 발전 시스템(100A)은, 목표 출력 전압의 설정을 동적으로 행하는 경우에는, 종료된 출력 결정 처리의 흐름도를 처음부터 재실행한다. 이상의 처리에 의해, 이상 발열의 발생 조건을 만족시킬 가능성이 있을 때에 목표 출력 전압의 하한값이 설정되고, 하한값 이상의 목표 출력 전압이 결정된다.
또한, 제2 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100A)은, 제1 실시 형태에 관한 변형예 1을 채용해도 된다.
[제2 실시 형태의 정리]
이상, 제2 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100A)에 따르면, 응달 판정부(8)에 의해 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있다고 판정되었을 때에, 즉, 이상 발열의 발생 조건을 만족시킬 가능성이 있을 때에, 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값이 설정된다. 태양광 발전 시스템(100A)은, 하한값의 설정을 동적으로 행함으로써, 제어에 의해 태양 전지 셀(10)의 이상 발열을 억제하면서, 태양광 발전 시스템(100A)의 총 발전량을 향상시킬 수 있다.
[제3 실시 형태]
제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)에서는, 바이패스 다이오드(12)를 구비하는 태양 전지 모듈(1A)을 채용한 경우라도, 제어 장치(6)가 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값을 항상 설정하고 있다. 그러나, 바이패스 다이오드(12)가 오픈 고장나지 않은 경우에는, 식 (1)을 사용하여 설정되는 하한값 이하로 목표 출력 전압을 결정하였다고 해도 이상 발열은 발생하지 않는다. 따라서, 이상 발열이 발생할 가능성이 있을 때에 한하여 하한값을 설정할 수 있으면, 이상 발열이 발생할 가능성이 없을 때에는 목표 출력 전압의 설정 가능한 전압 범위를 확대할 수 있다. 결과로서, 태양광 발전 시스템(100)의 총 발전량이 향상되는 경우가 있다. 제3 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100B)에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 이상 발열이 발생할 가능성이 있을 때에 목표 출력 전압의 하한값을 설정한 후에 목표 출력 전압을 결정한다. 한편, 이상 발열이 발생할 가능성이 없을 때에는 목표 출력 전압의 하한값을 설정하지 않고 목표 출력 전압을 결정한다.
[태양광 발전 시스템(100B)의 구성]
도 8은 제3 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100B)을 도시하는 블록도이다. 태양광 발전 시스템(100B)은, 제1 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100)의 변형예 1[바이패스 다이오드(12)를 포함하는 태양 전지 모듈(1A)을 구비하는 예]과 비교하여, 고장 판정부(9)를 구비하는 점 및 제어 장치의 기능이 상위하고, 그 밖의 구성은 동일하다.
태양 전지 모듈(1A)과 고장 판정부(9)는, 정보의 교환이 가능하게 구성된다. 제어 장치(6B)와 고장 판정부(9)는, 정보의 교환이 가능하게 구성된다. 정보의 교환 방법에 대해서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 제어 장치(6B)와 고장 판정부(9)는, 배선 등에 의해 전기적으로 접속되어 있어도 되고, 무선 통신 또는 유선 통신 가능하게 접속되어 있어도 되고, 공유의 외부 기억 매체를 참조 가능하게 구성되어 있어도 된다.
고장 판정부(9)는 연산 장치이며, 예를 들어 CPU, ROM, RAM 등을 구비한 일반적인 컴퓨터로서 구성된다. 고장 판정부(9)는 바이패스 다이오드(12)의 오픈 고장을 판정하기 위한 계측 정보를 태양 전지 모듈(1A)로부터 취득한다. 계측 정보의 일례는, 예를 들어 바이패스 다이오드(12) 각각에 흐르는 전류값 및 전압값 등이다.
고장 판정부(9)는, 예를 들어 정상 시의 바이패스 다이오드(12)의 전류-전압 특성과, 계측 정보에 기초하는 바이패스 다이오드(12)의 전류-전압 특성을 비교하여, 바이패스 다이오드(12)가 오픈 고장났는지 여부를 판정해도 된다. 혹은, 고장 판정부(9)는 역전압 인가 시의 태양 전지 모듈(1A)의 부극으로부터 정극을 향하여 흐르는 전류값에 기초하여, 바이패스 다이오드(12)가 오픈 고장났는지 여부를 판정해도 된다.
또한 다른 예로서, 고장 판정부(9)는 태양 전지 모듈(1A)에 설치된 판정 회로를 사용하여 고장을 판정해도 된다. 판정 회로는, 태양 전지 모듈(1A)의 태양 전지 셀 직렬군(11)마다 설치된다. 즉, 고장 판정부(9)는 바이패스 다이오드(12)마다 오픈 고장을 판정한다. 판정 회로는, 바이패스 다이오드(12)와 서로의 순방향을 일치시켜 병렬 접속되는 LED 및 LED 구동 회로의 직렬 회로와, 극성 전환 스위치를 구비한다. 극성 전환 스위치는, 바이패스 다이오드(12)와 직렬 회로의 병렬 회로의 애노드측 단부 및 캐소드측 단부와, 외부 접속하는 정극 단자 및 부극 단자 사이의 접속 극성을 전환한다. 고장 판정부(9)는 태양광을 수광하여 발전하고 있는 상태에 있어서 LED가 소등되어 있고, 계속해서 극성을 전환하였을 때에 LED가 점등된 경우에는 오픈 고장났다고 판정한다. 이에 의해, 고장 판정부(9)는 바이패스 다이오드(12A∼12C) 중 적어도 1개가 오픈 고장났는지 여부를 판정한다.
제어 장치(6B)는, 제어 장치(6)와 비교하여, 조건을 만족시켰을 때만 목표 출력 전압의 하한값을 설정하는 점이 상위하고, 그 외는 동일하다. 제어 장치(6B)는, 고장 판정부(9)의 판정 결과를 취득한다. 그리고, 제어 장치(6B)는, 바이패스 다이오드(12A∼12C) 중 적어도 1개가 오픈 고장났다고 판정된 경우, 목표 출력 전압의 하한값을 식 (1)을 사용하여 설정한다.
[태양광 발전 시스템(100B)의 하한값 설정 처리]
도 9는 태양광 발전 시스템(100B)의 출력 결정 처리를 설명하는 흐름도이다. 도 9에 도시된 흐름도는, 태양 전지 모듈(1A)로부터 출력을 얻을 때에, 고장 판정부(9) 및 제어 장치(6B)에 의해 실행된다.
도 9에 도시된 바와 같이, 태양광 발전 시스템(100B)은, 고장 판정 처리(S30)로부터 개시한다. 고장 판정부(9)는 고장 판정 처리(S30)로서, 계측 정보에 기초하여, 바이패스 다이오드(12A∼12C) 중 적어도 1개가 오픈 고장났는지 여부를 판정한다.
제어 장치(6B)는, 바이패스 다이오드(12A∼12C) 중 적어도 1개가 오픈 고장났다고 판정된 경우(S30 : "예"), 하한값 설정 처리(S32)로서, 목표 출력 전압의 하한값을 설정한다. 제어 장치(6B)는, 식 (1)을 사용하여 산출된 하한값을, 목표 출력 전압의 하한값으로서 설정한다. 계속해서, 목표 출력 전압 결정 처리(S34)가 실행된다.
제어 장치(6B)는, 목표 출력 전압 결정 처리(S34)로서, 하한값 설정 처리(S32)에서 설정된 하한값 이상의 범위 내에 있어서, 태양 전지 모듈(1A)로부터의 출력이 최대로 되도록 목표 출력 전압을 결정한다.
한편, 제어 장치(6B)는, 바이패스 다이오드(12A∼12C) 모두가 오픈 고장나지 않았다고 판정된 경우(S30 : "아니오"), 하한값 설정 처리(S32)를 실행하지 않고, 목표 출력 전압 결정 처리(S34)를 실행한다. 제어 장치(6B)는, 목표 출력 전압 결정 처리(S34)로서, 전압 범위에 제한을 받지 않고 태양 전지 모듈(1A)로부터의 출력이 최대로 되도록 목표 출력 전압을 결정한다.
태양광 발전 시스템(100B)은, 목표 출력 전압 결정 처리(S34)를 종료하면, 도 9에 도시된 출력 결정 처리의 흐름도를 종료한다. 태양광 발전 시스템(100B)은, 목표 출력 전압의 설정을 동적으로 행하는 경우에는, 종료된 출력 결정 처리의 흐름도를 처음부터 재실행한다. 이상의 처리에 의해, 이상 발열의 발생 조건을 만족시킬 가능성이 있을 때에 목표 출력 전압의 하한값이 설정되고, 하한값 이상의 목표 출력 전압이 결정된다.
[제3 실시 형태의 정리]
이상, 제3 실시 형태에 관한 태양광 발전 시스템(100B)에 따르면, 고장 판정부(9)에 의해 바이패스 다이오드(12A∼12C) 중 적어도 1개가 오픈 고장났다고 판정되었을 때에, 즉, 이상 발열의 발생 조건을 만족시킬 가능성이 있을 때에, 식 (1)을 사용하여 목표 출력 전압의 하한값이 설정된다. 태양광 발전 시스템(100B)은, 하한값의 설정을 동적으로 행함으로써, 제어에 의해 태양 전지 셀(10)의 이상 발열을 억제하면서, 태양광 발전 시스템(100B)의 총 발전량을 향상시킬 수 있다.
본 개시는 상술한 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 개시는, 상술한 실시 형태에 대하여 당업자의 지식에 기초하여 다양한 변경, 개량을 실시한 다양한 형태로 실시할 수 있다.
제어 장치(6, 6A, 6B)는 MPPT 제어를 실행하지 않아도 된다. 예를 들어, 제어 장치(6, 6A, 6B)는 태양 전지 모듈(1, 1A)로부터 출력되는 전압을 광범위에 걸쳐 스캔하여 전력의 최댓값을 탐색하는 스캐닝 제어를 실행해도 된다. 이 경우에도, 태양광 발전 시스템(100, 100A, 100B)에 있어서 본 실시 형태의 작용 효과가 발휘된다.

Claims (4)

  1. 태양광 발전 시스템(100)에 있어서,
    복수의 태양 전지 셀(10)이 직렬 접속된 태양 전지 모듈(1)과,
    상기 태양 전지 모듈(1)에 접속되고, 상기 태양 전지 모듈(1)의 출력 전압이 목표 출력 전압으로 되도록 상기 출력 전압을 제어하도록 구성되는 전력 변환기와,
    상기 목표 출력 전압을 결정하도록 구성되는 제어 장치(6)를 포함하고,
    상기 제어 장치(6)는 상기 목표 출력 전압의 하한값을 다음 식에 기초하여 결정하도록 구성되어 있는, 태양광 발전 시스템(100).
    Figure pat00004

    여기서, Irr은 사용 광량이고, T는 온도이며, VTL(Irr, T)은 어떤 사용 광량 및 온도에 있어서의 상기 목표 출력 전압의 상기 하한값이고, VOC(Irr, T)는 어떤 사용 광량 및 온도에 있어서의 상기 태양 전지 모듈(1)의 개방 전압이며, n은 직렬 접속된 상기 복수의 태양 전지 셀(10)의 매수이고, VBD(T)는 어떤 온도에 있어서의 1매의 상기 태양 전지 셀(10)의 역방향 항복 전압의 정값이며, α는 허용 오차이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치(6A)는 상기 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있는지 여부를 판정하도록 구성되고,
    상기 제어 장치(6A)는 상기 제어 장치(6A)가 상기 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있다고 판정한 경우에, 상기 목표 출력 전압의 상기 하한값을 설정하도록 구성되는, 태양광 발전 시스템(100A).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1 다이오드와
    제2 다이오드를 더 포함하고,
    상기 복수의 태양 전지 셀(10)은 제1 태양 전지 셀 직렬군과 제2 태양 전지 셀 직렬군을 포함하고,
    상기 제1 다이오드와 상기 제1 태양 전지 셀 직렬군이 병렬 접속되고,
    상기 제2 다이오드와 상기 제2 태양 전지 셀 직렬군이 병렬 접속되고,
    상기 제어 장치(6; 6B)는, 상기 제1 다이오드 및 상기 제2 다이오드 중 적어도 한쪽이 오픈 고장났는지 여부를 판정하도록 구성되고,
    상기 제어 장치(6; 6B)는, 상기 제어 장치(6; 6B)가 상기 제1 다이오드 및 상기 제2 다이오드 중 적어도 한쪽이 오픈 고장났다고 판정한 경우에, 상기 목표 출력 전압의 상기 하한값을 설정하도록 구성되는, 태양광 발전 시스템(100; 100B).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 태양 전지 셀(10)의 표면을 촬상한 화상을 취득하도록 구성되는 촬상 장치(7)를 더 포함하고,
    상기 제어 장치(6A)는 상기 촬상 장치(7)와 접속되고,
    상기 제어 장치(6A)는, 상기 촬상 장치(7)가 취득한 화상에 기초하여, 상기 태양 전지 셀(10)의 적어도 일부가 응달로 되어 있는지 여부를 판정하도록 구성되는, 태양광 발전 시스템(100A).
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