JP2014157996A - Photovoltaic power generation device - Google Patents

Photovoltaic power generation device Download PDF

Info

Publication number
JP2014157996A
JP2014157996A JP2013029407A JP2013029407A JP2014157996A JP 2014157996 A JP2014157996 A JP 2014157996A JP 2013029407 A JP2013029407 A JP 2013029407A JP 2013029407 A JP2013029407 A JP 2013029407A JP 2014157996 A JP2014157996 A JP 2014157996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar cell
switch
switches
voltage
cell panel
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP2013029407A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuji Kasai
勇二 河西
Masahiro Murakawa
正宏 村川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
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 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2013029407A priority Critical patent/JP2014157996A/en
Publication of JP2014157996A publication Critical patent/JP2014157996A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively take out an original power generation amount by resolving imbalance in each power generation current of a plurality of solar battery panels configuring a solar battery string.SOLUTION: Switches A1 and A2 and switches B1 and B2 are switched so as to be alternately turned on and off. The switches A1 and A2 are turned on, and thereby, a capacitor Cc is charged by an output voltage V1, and a terminal voltage Vc of the capacitor Cc is raised toward V1. The switches A1 and A2 are turned off, and then, the switches B1 and B2 are turned on, and thereby, the capacitor Cc is discharged by an output voltage V2(<V1), and the terminal voltage Vc of the capacitor Cc is reduced toward V2. Hereinafter, the above operation is repeated, and the terminal voltage of the capacitor Cc gradually converges to a substantially-average voltage of the output voltages V1 and V2, and the output voltages V1 and V2 become substantially uniform.

Description

本発明は太陽光発電装置に係り、特に太陽光を太陽電池により電力に変換して出力する太陽光発電装置に関する。   The present invention relates to a solar power generation apparatus, and more particularly to a solar power generation apparatus that converts sunlight into electric power by a solar cell and outputs the electric power.

太陽光発電装置では、一般に複数の太陽電池が直列に接続された構成の太陽電池パネル(あるいは太陽電池モジュール)を複数枚、直列接続して太陽電池ストリングを構成し、更にその太陽電池ストリングを複数並列に接続した太陽電池アレイの構成を有する。この太陽光発電装置では、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルにより、それぞれ照射された太陽光を直流電力に変換し、変換後の各直流電力を直流電力線を通してパワーコンディショナに供給し、パワーコンディショナで交流電力に変換して負荷に印加する(例えば、特許文献１参照)。   In a photovoltaic power generation device, a plurality of solar cell panels (or solar cell modules) generally configured by connecting a plurality of solar cells in series are connected in series to form a solar cell string, and further, the solar cell strings are It has a configuration of solar cell arrays connected in parallel. In this solar power generation device, a plurality of solar cell panels constituting a solar cell string convert each irradiated sunlight into DC power, and each converted DC power is supplied to a power conditioner through a DC power line, It converts into alternating current power with a power conditioner, and applies it to load (for example, refer patent document 1).

特開２０１２−００４６２６号公報JP 2012-004626 A

太陽光発電装置の普及は、低炭素社会実現のための再生可能エネルギー導入のため極めて重要である。この太陽光発電装置の普及に際して問題になるのは、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルのそれぞれの発電量のばらつきである。太陽電池パネルは工業製品である以上、個々の太陽電池パネルの発電量に、ある程度のばらつきが必然的に生じる。また、経年変化によっても個々の太陽電池パネルの発電量にばらつきが発生する。また、太陽電池パネルの設置環境によっては、影の影響を大きく受け、発電量の少ない太陽電池パネルが混在する。   The spread of photovoltaic power generation devices is extremely important for the introduction of renewable energy to realize a low-carbon society. A problem in the spread of this solar power generation device is the variation in the amount of power generated by each of the plurality of solar cell panels constituting the solar cell string. Since a solar cell panel is an industrial product, a certain amount of variation inevitably occurs in the amount of power generated by each solar cell panel. In addition, variation in power generation amount of individual solar cell panels also occurs due to secular change. Moreover, depending on the installation environment of the solar cell panel, the solar cell panel is greatly affected by the shadow and has a small amount of power generation.

そのため、太陽電池ストリングを構成する直列接続された複数の太陽電池パネルには、太陽電池パネル毎の発電電流にばらつきがある。しかし、一つの太陽電池ストリングの発電電流は、その太陽電池ストリングを構成する直列接続された複数の太陽電池パネルの各発電電流のうち、最小の発電電流に制限され、部分的な影などの影響を大きく受ける。   For this reason, a plurality of solar cell panels connected in series constituting the solar cell string have variations in generated current for each solar cell panel. However, the power generation current of one solar cell string is limited to the minimum power generation current among the power generation currents of a plurality of series-connected solar cell panels constituting the solar cell string, and the influence of partial shadows, etc. Receive greatly.

すなわち、従来は太陽電池ストリングの発電電流が、その太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流のうち最小の発電電流に抑えられ、その結果、太陽光発電装置の全体の発電量が本来の発電量より低下するという問題がある。   That is, conventionally, the generated current of the solar cell string is suppressed to the minimum generated current among the generated currents of the plurality of solar cell panels constituting the solar cell string. However, there is a problem that the power generation amount is lower than the original power generation amount.

本発明は以上の点に鑑みなされたもので、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消することにより、本来の発電量を有効に取り出すことができる太陽光発電装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and is capable of effectively extracting the original power generation amount by eliminating the imbalance between the power generation currents of the plurality of solar cell panels constituting the solar cell string. An object is to provide a power generator.

本発明は上記の目的を達成するため、複数の太陽電池パネルが直列に接続された太陽電池ストリングを、複数並列に接続した太陽電池アレイを備える太陽光発電装置において、
前記太陽電池ストリングを構成する前記複数の太陽電池パネルのうち、隣接するＮ個(ただし、Ｎは２以上の任意の自然数)の太陽電池パネルのＮ番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内のＮ個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、前記各組のうち隣接する組の２Ｎ個の太陽電池パネルに共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、前記バランス用コンデンサの端子電圧を、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とするとともに、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧をほぼ均一とする電圧バランス回路と、前記電圧バランス回路内の前記複数のスイッチをスイッチング制御するスイッチング制御回路とを設けたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a solar power generation apparatus including a solar cell array in which a plurality of solar cell strings connected in series are connected in parallel.
Among the plurality of solar cell panels constituting the solar cell string, the Nth solar cell panel of N adjacent solar cell panels (where N is an arbitrary natural number equal to or greater than 2) is the first of the following set: The output voltages of the N solar cell panels in each combination of the solar cell panels are alternately switched by a plurality of switches, and are common to the adjacent 2N solar cell panels among the respective sets. Is applied to the balancing capacitor provided in the charging and discharging so that the terminal voltage of the balancing capacitor is approximately equal to the average voltage of the output voltages of the N solar cell panels in each set. In addition, a voltage balance circuit that substantially equalizes each output voltage of the N solar cell panels in each set, and switching control of the plurality of switches in the voltage balance circuit Characterized in that a switching control circuit that.

本発明によれば、太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消することができ、太陽光発電装置の全体の発電量を本来の発電量とすることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the imbalance of each electric power generation current of the several solar cell panel which comprises a solar cell string can be eliminated, and the whole electric power generation amount of a solar power generation device can be made into an original electric power generation amount. .

本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態の概略ブロック図である。It is a schematic block diagram of one embodiment of a solar power generation device according to the present invention. 電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第１の実施形態のブロック図である。It is a block diagram of 1st Embodiment of a solar cell string with a voltage balance circuit. 図２中の電圧バランス回路の一例の回路図である。It is a circuit diagram of an example of the voltage balance circuit in FIG. 図３の動作説明用タイミングチャートである。4 is a timing chart for explaining the operation of FIG. 3. 電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第２の実施形態のブロック図である。It is a block diagram of 2nd Embodiment of the solar cell string with a voltage balance circuit. 図５中の電圧バランス回路の一例の回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram of an example of a voltage balance circuit in FIG. 5. 電圧バランス回路の動作を太陽光発電状況のモニタリングに適用したときの関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a relationship when the operation | movement of a voltage balance circuit is applied to monitoring of the photovoltaic power generation condition.

図１は、本発明に係る太陽光発電装置の一実施形態の概略ブロック図を示す。同図に示すように、太陽光発電装置１００は、ｎ個(ｎは２以上の自然数)の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nが並列接続されており、それぞれがパワーコンディショナ１０２に接続された構成である。パワーコンディショナ１０２は負荷(図示せず)に接続されている。 FIG. 1: shows the schematic block diagram of one Embodiment of the solar power generation device which concerns on this invention. As shown in the figure, a photovoltaic power generation apparatus 100 includes n (n is a natural number of 2 or more) solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuits connected in parallel, each of which is a power conditioner 102. It is the structure connected to. The inverter 102 is connected to a load (not shown).

太陽光発電装置１００は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nの構成に特徴がある。この電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nのそれぞれは、後述するように、複数の太陽電池パネルが直列接続されるとともに、複数の太陽電池パネルのうち隣接する２個又は３個の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路が設けられた構成である。従来の太陽光発電装置では、電圧バランス回路は有していない。 The solar power generation device 100 is characterized by the configuration of solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuits. As will be described later, each of the solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuit has a plurality of solar cell panels connected in series and two or three adjacent solar cells among the plurality of solar cell panels. A voltage balance circuit is provided for each battery panel. The conventional solar power generation apparatus does not have a voltage balance circuit.

この太陽光発電装置１００は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nを構成する各太陽電池パネルが照射された太陽光を直流電力に変換し、各直流電力をパワーコンディショナ１０２に供給し、パワーコンディショナ１０２で交流電力に変換して負荷に出力する。ここで、本実施形態では、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nが電圧バランス回路を有しており、その電圧バランス回路により太陽電池ストリングを構成する複数の太陽電池パネルの各発電電流の不均衡を解消する構成に特徴がある。 This solar power generation device 100 converts the sunlight irradiated by the solar cell panels constituting the solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuit into DC power, and supplies each DC power to the power conditioner 102. Then, it is converted into AC power by the power conditioner 102 and output to the load. Here, in the present embodiment, the solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuits have voltage balance circuits, and the generated currents of a plurality of solar cell panels constituting the solar cell strings by the voltage balance circuits. It is characterized by a configuration that eliminates this imbalance.

次に、本実施形態の要部である電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nの構成及び動作について更に詳細に説明する。なお、ｎ個の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１1〜１０１nは同一構成であるので、以下の説明では一つの電圧バランス回路付き太陽電池ストリングについて代表して説明する。 Next, the configuration and operation of the solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuits, which are the main parts of the present embodiment, will be described in more detail. In addition, since the n solar cell strings 101 1 to 101 n with voltage balance circuits have the same configuration, the following description will be made representatively of one solar cell string with voltage balance circuit.

（電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第１の実施形態）
図２は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第１の実施形態のブロック図を示す。同図において、第１の実施形態の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ａは、４個の太陽電池パネル１１1〜１１4が直列に接続されるとともに、隣接する２個の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路１２1〜１２3が接続された構成である。 (First Embodiment of Solar Cell String with Voltage Balance Circuit)
FIG. 2 shows a block diagram of a first embodiment of a solar cell string with a voltage balance circuit. In the figure, a solar cell string 101A with a voltage balance circuit according to the first embodiment has four solar cell panels 11 1 to 11 4 connected in series and a voltage applied to every two adjacent solar cell panels. In this configuration, the balance circuits 12 1 to 12 3 are connected.

ここで、電圧バランス回路１２1〜１２3は、太陽電池ストリングを構成する４個の太陽電池パネル１１1〜１１4のうち、隣接する２個の太陽電池パネルの２番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内の２個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、各組のうち隣接する組の４個の太陽電池パネル１１1〜１１4に共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、バランス用コンデンサの端子電圧を、電圧バランス回路１２1〜１２3にそれぞれ接続された２個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とする。 Here, the voltage balance circuits 12 1 to 12 3 are the second solar cell panels of the two adjacent solar cell panels among the four solar cell panels 11 1 to 11 4 constituting the solar cell string. The output voltages of the two solar cell panels in each set of the combination to be the first solar cell panel of the set are alternately switched by a plurality of switches, and the four solar cells of the adjacent set in each set By applying and charging and discharging to a balancing capacitor provided in common to the battery panels 11 1 to 11 4 , the terminal voltage of the balancing capacitor is connected to two voltage balancing circuits 12 1 to 12 3 , respectively. The voltage value is approximately equal to the average voltage of each output voltage of the solar cell panel.

すなわち、電圧バランス回路１２1は、隣接する１番目と２番目の２個の太陽電池パネル１１1と１１2に接続されて両太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１２2は、隣接する２番目と３番目の２個の太陽電池パネル１１2と１１3に接続されて両太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１２3は、隣接する３番目と４番目の２個の太陽電池パネル１１3と１１4に接続されて両太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。 That is, the voltage balance circuit 12 1 is connected to the adjacent first and second two solar cell panels 11 1 and 11 2 to eliminate the imbalance between the generated currents of both solar cell panels. In addition, the voltage balance circuit 12 2 is connected to the adjacent second and third solar cell panels 11 2 and 11 3 so as to eliminate the imbalance between the generated currents of both solar cell panels. Further, the voltage balance circuit 12 3 is connected to the adjacent third and fourth solar cell panels 11 3 and 11 4 so as to eliminate the imbalance between the generated currents of both solar cell panels.

電圧バランス回路１２1〜１２3は同一構成であり、それぞれ例えば図３に示す回路構成とされている。図３に示す電圧バランス回路１２は、隣接する２個の太陽電池パネルのうち一方の太陽電池パネルの正側端子１２１と負側端子１２２との間に、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の直列回路とコンデンサＣ１とが並列に接続されている。また、隣接する２個の太陽電池パネルのうち他方の太陽電池パネルの正側端子１２２と負側端子１２３との間に、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の直列回路とコンデンサＣ２とが並列に接続されている。なお、端子１２２は一方の太陽電池パネルの負側端子と他方の太陽電池パネルの正側端子とが直列接続された端子である。 The voltage balance circuits 12 1 to 12 3 have the same configuration, for example, the circuit configuration shown in FIG. The voltage balance circuit 12 shown in FIG. 3 includes a series circuit of a switch A1 and a switch B1 and a capacitor between the positive terminal 121 and the negative terminal 122 of one of the two adjacent solar battery panels. C1 is connected in parallel. In addition, a series circuit of the switch A2 and the switch B2 and the capacitor C2 are connected in parallel between the positive terminal 122 and the negative terminal 123 of the other solar battery panel among the two adjacent solar battery panels. Yes. The terminal 122 is a terminal in which the negative terminal of one solar cell panel and the positive terminal of the other solar cell panel are connected in series.

更に、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の接続点と、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の接続点とは、コンデンサＣcを介して接続されている。図２に示したスイッチング制御回路１３は、スイッチＡ１、Ａ２、Ｂ１及びＢ２に対してスイッチング信号を供給してスイッチング制御する。スイッチング信号は例えば繰り返し周波数が２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲内の方形波である。
なお、図２の実施形態では、１つのスイッチング制御回路１３が複数の電圧バランス回路１２1〜１２3の制御を行うが、電圧バランス回路毎にスイッチング制御回路を設けてもよい。 Furthermore, the connection point between the switch A1 and the switch B1 and the connection point between the switch A2 and the switch B2 are connected via a capacitor Cc. The switching control circuit 13 shown in FIG. 2 supplies switching signals to the switches A1, A2, B1, and B2 to perform switching control. The switching signal is, for example, a square wave having a repetition frequency in the range of 20 kHz to 500 kHz.
In the embodiment of FIG. 2, one switching control circuit 13 controls the plurality of voltage balance circuits 12 1 to 12 3 , but a switching control circuit may be provided for each voltage balance circuit.

次に、この電圧バランス回路１２の動作について、図４のタイミングチャートを併せ参照して説明する。スイッチＡ１及びＡ２と、スイッチＢ１及びＢ２とは交互にオン、オフを繰り返すようにスイッチングされる。すなわち、スイッチＡ１及びＡ２は図４(Ａ)にハイレベルで模式的に示す期間オンに制御され、ローレベルで模式的に示す期間オフに制御される。一方、スイッチＢ１及びＢ２は図４(Ｂ)にハイレベルで模式的に示す期間オンに制御され、ローレベルで模式的に示す期間オフに制御される。スイッチＡ１及びＡ２のオン期間とスイッチＢ１及びＢ２のオン期間とは重複しない。   Next, the operation of the voltage balance circuit 12 will be described with reference to the timing chart of FIG. The switches A1 and A2 and the switches B1 and B2 are switched so as to be repeatedly turned on and off. That is, the switches A1 and A2 are controlled to be on during a period schematically illustrated at a high level in FIG. 4A, and are controlled to be off during a period schematically illustrated at a low level. On the other hand, the switches B1 and B2 are controlled to be on during a period schematically illustrated at a high level in FIG. 4B, and are controlled to be off during a period schematically illustrated at a low level. The ON periods of the switches A1 and A2 do not overlap with the ON periods of the switches B1 and B2.

いま、一方の太陽電池パネルの正側端子１２１と負側端子１２２との間に出力される出力電圧をＶ１とし、他方の太陽電池パネルの正側端子１２２と負側端子１２３との間に出力される出力電圧をＶ２(＜Ｖ１)とする。上記スイッチング制御回路１３は、出力電圧Ｖ１とＶ２との差の電圧が所定の値より大きくなった場合に電圧バランス回路１２を起動し、所定の値より小さくなった時点で電圧バランス回路１２の動作を停止する。   Now, the output voltage output between the positive terminal 121 and the negative terminal 122 of one solar cell panel is V1, and the output voltage is output between the positive terminal 122 and the negative terminal 123 of the other solar cell panel. The output voltage to be output is V2 (<V1). The switching control circuit 13 activates the voltage balance circuit 12 when the voltage difference between the output voltages V1 and V2 becomes larger than a predetermined value, and when the voltage becomes smaller than the predetermined value, the switching control circuit 13 operates as follows. To stop.

図４に示す時刻ｔ０の時点で、出力電圧Ｖ１とＶ２との差の電圧が上記所定の値より大きいものとすると、時刻ｔ０からｔ１の期間、図４(Ａ)に示すようにスイッチＡ１及びＡ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ１によって充電され、コンデンサＣcの端子電圧Ｖcは図４(Ｃ)に示すようにＶ１に向かって上昇していく。また、出力電圧Ｖ１は下降していく。   Assuming that the difference voltage between the output voltages V1 and V2 is larger than the predetermined value at the time t0 shown in FIG. 4, during the period from the time t0 to the time t1, as shown in FIG. A2 is turned on, whereby the capacitor Cc is charged by the output voltage V1, and the terminal voltage Vc of the capacitor Cc increases toward V1 as shown in FIG. Further, the output voltage V1 decreases.

続いて、時刻ｔ１でスイッチＡ１及びＡ２がオフとされた後、時刻ｔ２からｔ３の期間、図４(Ｂ)に示すようにスイッチＢ１及びＢ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ２によって放電され、コンデンサＣcの端子電圧Ｖcは図４(Ｃ)に示すようにＶ２に向かって下降していく。また、出力電圧Ｖ２は上昇していく。続いて、時刻ｔ３でスイッチＢ１及びＢ２がオフとされた後、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間スイッチＡ１及びＡ２がオンとされ、これによりコンデンサＣcは出力電圧Ｖ１によって充電され、コンデンサＣcの端子電圧Ｖcは図４(Ｃ)に示すようにＶ１に向かって上昇していく。また、出力電圧Ｖ１は下降していく。以下、上記の動作が繰り返され、コンデンサＣcの端子電圧は、図４(Ｃ)に示すように徐々に出力電圧Ｖ１及びＶ２のほぼ平均電圧に収束していく。また、出力電圧Ｖ１及びＶ２がそれらのほぼ平均電圧に収束していく。   Subsequently, after the switches A1 and A2 are turned off at the time t1, the switches B1 and B2 are turned on as shown in FIG. 4B during the period from the time t2 to the time t3, whereby the capacitor Cc has the output voltage V2 The terminal voltage Vc of the capacitor Cc decreases toward V2 as shown in FIG. Further, the output voltage V2 increases. Subsequently, after the switches B1 and B2 are turned off at the time t3, the switches A1 and A2 are turned on during the period from the time t4 to the time t5, whereby the capacitor Cc is charged by the output voltage V1 and the terminal voltage of the capacitor Cc. Vc increases toward V1 as shown in FIG. Further, the output voltage V1 decreases. Thereafter, the above operation is repeated, and the terminal voltage of the capacitor Cc gradually converges to an average voltage of the output voltages V1 and V2 as shown in FIG. Further, the output voltages V1 and V2 converge to their average voltage.

このようにして、スイッチＡ１及びＡ２と、スイッチＢ１及びＢ２とが交互にオンオフを繰り返すことにより、隣接する２個の太陽電池パネルの各出力電圧が自動的にバランスされ、ほぼ等しくなる。   In this way, the switches A1 and A2 and the switches B1 and B2 are alternately turned on and off alternately, so that the output voltages of the two adjacent solar battery panels are automatically balanced and become substantially equal.

このことは、結果的に発電量の少ない太陽電池パネルの電流を他の発電量が多い太陽電池パネルの電流で補うことを意味し、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ａを構成するすべての太陽電池パネル１１1〜１１4の出力電圧がほぼ均等となり、すべての太陽電池パネルの発電電流は、個別の太陽電池パネルの発電電流の平均値にほぼ等しくなり、個別の太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消することができる。 This means that, as a result, the current of the solar cell panel with a small amount of power generation is supplemented with the current of the solar cell panel with a large amount of power generation, and all the solar cells constituting the solar cell string 101A with voltage balance circuit the output voltage of the panel 11 1 to 11 4 become nearly equal, the power generation current of all of the solar cell panel is made approximately equal to the average value of the power generation current of the individual solar cell panels, a generated current of the individual solar panels not Equilibrium can be eliminated.

（電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第２の実施形態）
図５は、電圧バランス回路付き太陽電池ストリングの第２の実施形態のブロック図を示す。同図において、第２の実施形態の電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ｂは、７個の太陽電池パネル１１1〜１１7が直列に接続されるとともに、隣接する３個の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路１４1〜１４3が接続された構成である。 (Second Embodiment of Solar Cell String with Voltage Balance Circuit)
FIG. 5 shows a block diagram of a second embodiment of a solar cell string with a voltage balance circuit. In the figure, a solar cell string 101B with a voltage balance circuit according to the second embodiment has seven solar cell panels 11 1 to 11 7 connected in series and a voltage for every three adjacent solar cell panels. The balance circuits 14 1 to 14 3 are connected.

ここで、電圧バランス回路１４1〜１４3は、太陽電池ストリングを構成する直列に接続された７個の太陽電池パネル１１1〜１１7のうち、隣接する３個の太陽電池パネルの３番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内の３個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、各組の３個の太陽電池パネルのうち隣接する組の６個の太陽電池パネル毎に共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、バランス用コンデンサの端子電圧を、電圧バランス回路１４1〜１４3にそれぞれ接続された３個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とする。 Here, the voltage balance circuits 14 1 to 14 3 are the third of the three adjacent solar cell panels among the seven solar cell panels 11 1 to 11 7 connected in series constituting the solar cell string. The solar cell panel is the first solar cell panel of the next set. The output voltages of the three solar cell panels in each set of the combination are alternately switched by a plurality of switches, and the three solar cells in each set are switched. By applying and charging to a balancing capacitor provided in common for each of the six adjacent solar panels in the battery panel, the terminal voltage of the balancing capacitor is changed to the voltage balancing circuits 14 1 to 14 3. The voltage value is approximately equal to the average voltage of the output voltages of the three solar cell panels respectively connected to the.

すなわち、電圧バランス回路１４1は、隣接する１番目乃至３番目の太陽電池パネル１１1、１１2、１１3に接続されて各太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１４2は、隣接する３番目乃至５番目の太陽電池パネル１１3、１１4、１１5に接続されて各太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。また、電圧バランス回路１４3は、隣接する５番目乃至７番目の太陽電池パネル１１5、１１6、１１7に接続されて各太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消する。 That is, the voltage balance circuit 14 1 is connected to the first to third solar cell panels 11 1 , 11 2 , 11 3 adjacent to each other and eliminates an imbalance in the generated current of each solar cell panel. The voltage balance circuit 14 2 is connected to the third to fifth solar cell panels 11 3 , 11 4 , and 11 5 adjacent to each other and eliminates the imbalance of the generated current of each solar cell panel. The voltage balance circuit 14 3 is connected to the fifth to seventh solar cell panels 11 5 , 11 6 , and 11 7 adjacent to each other and eliminates an imbalance in the generated current of each solar cell panel.

電圧バランス回路１４1〜１４3は同一構成であり、それぞれ例えば図６に示す回路構成とされている。図６に示す電圧バランス回路１４は、隣接する第１乃至第３の３個の太陽電池パネルのうち、第１の太陽電池パネルの正側端子１４１と負側端子１４２との間に、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の直列回路とコンデンサＣ１とが並列に接続されている。また、第２の太陽電池パネルの正側端子１４２と負側端子１４３との間に、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の直列回路とコンデンサＣ２とが並列に接続されている。更に、第３の太陽電池パネルの正側端子１４３と負側端子１４４との間に、スイッチＡ３及びスイッチＢ３の直列回路とコンデンサＣ３とが並列に接続されている。 The voltage balance circuits 14 1 to 14 3 have the same configuration, for example, the circuit configuration shown in FIG. The voltage balance circuit 14 shown in FIG. 6 includes a switch A1 between the positive terminal 141 and the negative terminal 142 of the first solar cell panel among the adjacent first to third solar cell panels. The series circuit of the switch B1 and the capacitor C1 are connected in parallel. In addition, a series circuit of the switch A2 and the switch B2 and the capacitor C2 are connected in parallel between the positive terminal 142 and the negative terminal 143 of the second solar cell panel. Further, a series circuit of a switch A3 and a switch B3 and a capacitor C3 are connected in parallel between the positive terminal 143 and the negative terminal 144 of the third solar cell panel.

なお、端子１４２は第１の太陽電池パネルの負側端子と第２の太陽電池パネルの正側端子とが直列接続された端子であり、端子１４３は第２の太陽電池パネルの負側端子と第３の太陽電池パネルの正側端子とが直列接続された端子である。また、スイッチＡ１及びスイッチＢ１の接続点と、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の接続点とは、コンデンサＣc1を介して接続され、スイッチＡ２及びスイッチＢ２の接続点と、スイッチＡ３及びスイッチＢ３の接続点とは、コンデンサＣc2を介して接続されている。図５に示したスイッチング制御回路１５は、スイッチＡ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２及びＢ３に対してスイッチング信号を供給してスイッチング制御する。スイッチング信号は例えば繰り返し周波数が２０ｋＨｚ〜５００ｋＨｚの範囲内の方形波である。   The terminal 142 is a terminal in which the negative terminal of the first solar cell panel and the positive terminal of the second solar cell panel are connected in series, and the terminal 143 is a negative terminal of the second solar cell panel. The positive side terminal of the third solar cell panel is a terminal connected in series. The connection point between the switch A1 and the switch B1 and the connection point between the switch A2 and the switch B2 are connected via the capacitor Cc1, and the connection point between the switch A2 and the switch B2 and the connection point between the switch A3 and the switch B3. Are connected via a capacitor Cc2. The switching control circuit 15 shown in FIG. 5 performs switching control by supplying switching signals to the switches A1, A2, A3, B1, B2, and B3. The switching signal is, for example, a square wave having a repetition frequency in the range of 20 kHz to 500 kHz.

本実施形態の電圧バランス回路１４は、第１実施形態の電圧バランス回路１２と同様の動作を行う。すなわち、スイッチＡ１、Ａ２及びＡ３と、スイッチＢ１、Ｂ２及びＢ３とは、スイッチＡ１、Ａ２及びＡ３のオン期間とスイッチＢ１、Ｂ２及びＢ３のオン期間とが重複しないように、かつ、交互にオンオフとなるようにスイッチング制御回路１５によりスイッチング制御される。なお、スイッチング制御回路１５は、電圧Ｖ１とＶ２との差電圧又は電圧Ｖ２とＶ３との差電圧が所定の値より大きくなった場合に、電圧バランス回路１４のスイッチＡ１〜Ａ３及びＢ１〜Ｂ３のスイッチング制御を開始し、上記差電圧が上記所定の値より小さくなった場合にスイッチング制御を停止する。   The voltage balance circuit 14 of this embodiment performs the same operation as that of the voltage balance circuit 12 of the first embodiment. That is, the switches A1, A2 and A3 and the switches B1, B2 and B3 are alternately turned on and off so that the on periods of the switches A1, A2 and A3 do not overlap with the on periods of the switches B1, B2 and B3. Switching control is performed by the switching control circuit 15 so that Note that the switching control circuit 15 is configured to switch the switches A1 to A3 and B1 to B3 of the voltage balance circuit 14 when the difference voltage between the voltages V1 and V2 or the difference voltage between the voltages V2 and V3 is greater than a predetermined value. Switching control is started, and switching control is stopped when the differential voltage becomes smaller than the predetermined value.

これにより、コンデンサＣc1の端子電圧は、徐々に第１の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ１及び第２の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ２のほぼ平均電圧に収束していく。また、コンデンサＣc2の端子電圧は、徐々に第２の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ２及び第３の太陽電池パネルの出力電圧Ｖ３のほぼ平均電圧に収束していく。この結果、隣接する３個の太陽電池パネルの各出力電圧が自動的にバランスされ、ほぼ等しくなる。そして、最終的には、コンデンサＣc1の端子電圧、コンデンサＣc2の端子電圧、出力電圧Ｖ１、出力電圧Ｖ２、出力電圧Ｖ３は、出力電圧Ｖ１〜Ｖ３の平均電圧に収束する。   As a result, the terminal voltage of the capacitor Cc1 gradually converges to an approximately average voltage of the output voltage V1 of the first solar cell panel and the output voltage V2 of the second solar cell panel. Further, the terminal voltage of the capacitor Cc2 gradually converges to an average voltage of the output voltage V2 of the second solar cell panel and the output voltage V3 of the third solar cell panel. As a result, the output voltages of the three adjacent solar cell panels are automatically balanced and become substantially equal. Finally, the terminal voltage of the capacitor Cc1, the terminal voltage of the capacitor Cc2, the output voltage V1, the output voltage V2, and the output voltage V3 converge to the average voltage of the output voltages V1 to V3.

このことは、結果的に発電量の少ない太陽電池パネルの電流を他の発電量が多い太陽電池パネルの電流で補うことを意味し、電圧バランス回路付き太陽電池ストリング１０１Ｂを構成するすべての太陽電池パネル１１1〜１１7の出力電圧がほぼ均等となり、すべての太陽電池パネルの発電電流は、個別の太陽電池パネルの発電電流の平均値にほぼ等しくなり、個別の太陽電池パネルの発電電流の不均衡を解消することができる。 This means that, as a result, the current of the solar cell panel with a small amount of power generation is supplemented with the current of the solar cell panel with a large amount of power generation, and all the solar cells constituting the solar cell string 101B with voltage balance circuit The output voltages of the panels 11 1 to 11 7 are substantially equal, and the generated currents of all the solar panels are substantially equal to the average value of the generated currents of the individual solar panels, and the generated currents of the individual solar panels are not equal. Equilibrium can be eliminated.

なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、例えば、電圧バランス回路は隣接するＭ個(Ｍは４以上の任意の自然数)の太陽電池パネル毎に電圧バランス回路が接続された構成であっても、Ｍ個の太陽電池パネルの各出力電圧が自動的にバランスされ、ほぼ等しくなる。この場合は、各組の太陽電池パネルが第１から第Ｍまでの太陽電池パネルのＭ個(ただし、Ｍは４以上の任意の自然数)からなるとき、第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、ｋを２からＭ−２までの自然数として、第ｋの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２ｋ−１)のスイッチと、第ｋの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、第(２ｋ−１)のスイッチに直列に接続された第(２ｋ)のスイッチと、第Ｍの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２Ｍ−１)のスイッチと、第Ｍの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、第(２Ｍ−１)のスイッチに直列に接続された第(２Ｍ)のスイッチと、第１及び第２のスイッチの接続点と第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された第１のバランス用コンデンサと、第(２ｋ−１)及び第(２ｋ)のスイッチの接続点と第(２ｋ＋１)及び第(２ｋ＋２)のスイッチの接続点との間に接続された第ｋのバランス用コンデンサと、第(２Ｍ−３)及び第(２Ｍ−２)のスイッチの接続点と第(２Ｍ−１)及び第(２Ｍ)スイッチの接続点との間に接続された第(Ｍ−１)のバランス用コンデンサとを少なくとも有する。
また、スイッチング制御回路は、上記の第１から第(２Ｍ)のスイッチのうち奇数番号のスイッチがそれぞれオンで、かつ、偶数番号のスイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、奇数番号のスイッチがそれぞれオフで、かつ、偶数番号のスイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行う。 The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the voltage balance circuit is connected to each of adjacent M solar panels (M is an arbitrary natural number of 4 or more). Even in the configuration, the output voltages of the M solar cell panels are automatically balanced and become substantially equal. In this case, when each set of solar cell panels consists of M solar cell panels from the first to Mth (where M is an arbitrary natural number of 4 or more), the positive terminal of the first solar cell panel A first switch having one end connected to the second switch, a second switch having one end connected to the negative terminal of the first solar cell panel and connected in series to the first switch, and k from 2 As natural numbers up to M-2, one end is connected to the (2k-1) th switch having one end connected to the positive terminal of the kth solar cell panel, and the negative terminal of the kth solar cell panel, And a (2k-1) switch connected in series to the (2k-1) switch, a (2M-1) switch having one end connected to the positive terminal of the Mth solar cell panel, One end is connected to the negative terminal of the Mth solar cell panel, and directly connected to the (2M-1) switch. A first (2M) switch connected to a first balancing capacitor connected between a connection point of the first and second switches and a connection point of the third and fourth switches; A kth balancing capacitor connected between a connection point of the (2k-1) and (2k) switches and a connection point of the (2k + 1) th and (2k + 2) switches, and (2M-3) And (M-1) th balancing capacitor connected between the connection point of the (2M-2) th switch and the connection point of the (2M-1) th and (2M) th switch.
The switching control circuit includes a first switching period in which odd-numbered switches among the first to (2M) switches are on, and even-numbered switches are off, and odd-numbered switches. Switching is alternately repeated between the second switching period in which the switches are off and the even-numbered switches are on.

また、本発明は、太陽光発電状況のモニタリングに適用することも可能である。このモニタリングでは、太陽電池パネル毎に設けられた各検出器により発電状態を示す電圧、電流、パネル温度などの測定データを求め、その測定データを合成して更に例えば符号分割多元接続(ＣＤＭＡ:Code Division Multiple Access)変調した送信信号を送信する。   The present invention can also be applied to monitoring of the photovoltaic power generation situation. In this monitoring, measurement data such as voltage, current, and panel temperature indicating a power generation state is obtained by each detector provided for each solar cell panel, and the measurement data is synthesized and further, for example, code division multiple access (CDMA: Code Division Multiple Access) Transmits a modulated transmission signal.

この送信信号は図７(Ａ)に示すように２値であるので、送信信号の論理値に対応して例えば図７(Ｂ)、(Ｃ)に模式的に示すように、スイッチＡ(図３のスイッチＡ１、Ａ２、図６のスイッチＡ１〜Ａ３)、スイッチＢ(図３のスイッチＢ１、Ｂ２、図６のスイッチＢ１〜Ｂ３)を交互にスイッチングして電圧バランス回路を動作させる期間と、電圧バランス回路の一時動作停止期間とを設けることで、太陽光発電の有効な発電電力量が変化することを利用して送信信号を生成することが可能である。なお、図７(Ｄ)は太陽電池出力を示す。   Since this transmission signal is binary as shown in FIG. 7A, the switch A (see FIG. 7B) is schematically shown in FIGS. 7B and 7C corresponding to the logical value of the transmission signal. 3 switches A1 and A2, switches A1 to A3 in FIG. 6) and switches B (switches B1 and B2 in FIG. 3 and switches B1 to B3 in FIG. 6) are alternately switched to operate the voltage balance circuit; By providing the temporary operation stop period of the voltage balance circuit, it is possible to generate a transmission signal by utilizing the change in the amount of effective generated power of solar power generation. FIG. 7D shows the solar cell output.

１１1〜１１7 太陽電池パネル
１２1〜１２3、１２、１４1〜１４3、１４ 電圧バランス回路
１３、１５ スイッチング制御回路
１００ 太陽光発電装置
１０１1〜１０１n、１０１Ａ、１０１Ｂ 電圧バランス回路付き太陽電池ストリング
１０２ パワーコンディショナ
１２１〜１２３、１４１〜１４４ 端子
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３ スイッチ
Ｃc、Ｃc1、Ｃc2 電圧バランス用コンデンサ
Ｃ１〜Ｃ３ コンデンサ 11 1 to 11 7 Solar panel 12 1 to 12 3 , 12, 14 1 to 14 3 , 14 Voltage balance circuit 13, 15 Switching control circuit 100 Solar power generation device 101 1 to 101 n , 101A, 101B With voltage balance circuit Solar cell string 102 Power conditioner 121-123, 141-144 Terminal A1, A2, A3, B1, B2, B3 Switch Cc, Cc1, Cc2 Voltage balancing capacitor C1-C3 capacitor

Claims (5)

複数の太陽電池パネルが直列に接続された太陽電池ストリングを、複数並列に接続した太陽電池アレイを備える太陽光発電装置において、
前記太陽電池ストリングを構成する前記複数の太陽電池パネルのうち、隣接するＮ個(ただし、Ｎは２以上の任意の自然数)の太陽電池パネルのＮ番目の太陽電池パネルは次の組の１番目の太陽電池パネルとする組み合わせの各組内のＮ個の太陽電池パネルの各出力電圧を、複数のスイッチにより交互に切り替えて、前記各組のうち隣接する組の２Ｎ個の太陽電池パネルに共通に設けられたバランス用コンデンサに印加して充放電することにより、前記バランス用コンデンサの端子電圧を、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧の平均電圧にほぼ等しい電圧値とするとともに、各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルの各出力電圧をほぼ均一とする電圧バランス回路と、
前記電圧バランス回路内の前記複数のスイッチをスイッチング制御するスイッチング制御回路と、
を設けたことを特徴とする太陽光発電装置。 In a solar power generation apparatus including a solar cell array in which a plurality of solar cell panels connected in series with a plurality of solar cell strings connected in parallel,
Among the plurality of solar cell panels constituting the solar cell string, the Nth solar cell panel of N adjacent solar cell panels (where N is an arbitrary natural number equal to or greater than 2) is the first of the following set: The output voltages of the N solar cell panels in each combination of the solar cell panels are alternately switched by a plurality of switches, and are common to the adjacent 2N solar cell panels among the respective sets. Is applied to the balancing capacitor provided in the charging and discharging so that the terminal voltage of the balancing capacitor is approximately equal to the average voltage of the output voltages of the N solar cell panels in each set. And a voltage balance circuit that substantially equalizes each output voltage of the N solar cell panels in each set;
A switching control circuit for controlling the switching of the plurality of switches in the voltage balance circuit;
A solar power generation device characterized by comprising: 前記電圧バランス回路は、
前記各組の前記太陽電池パネルが第１及び第２の太陽電池パネルの２個からなるとき、前記第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、
前記第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第３のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第３のスイッチに直列に接続された第４のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点と前記第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された前記バランス用コンデンサと、
を少なくとも有し、
前記スイッチング制御回路は、
前記第１及び第３のスイッチがそれぞれオンで、かつ、前記第２及び第４のスイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、前記第１及び第３のスイッチがそれぞれオフで、かつ、前記第２及び第４のスイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。 The voltage balance circuit is:
A first switch having one end connected to a positive terminal of the first solar cell panel when each set of the solar cell panels comprises two of the first and second solar cell panels;
A second switch having one end connected to the negative terminal of the first solar cell panel and connected in series to the first switch;
A third switch having one end connected to the positive terminal of the second solar cell panel;
A fourth switch having one end connected to the negative terminal of the second solar cell panel and connected in series to the third switch;
The balancing capacitor connected between the connection point of the first and second switches and the connection point of the third and fourth switches;
Having at least
The switching control circuit includes:
A first switching period in which each of the first and third switches is on and each of the second and fourth switches is off; and each of the first and third switches is off; and 2. The photovoltaic power generation apparatus according to claim 1, wherein switching is alternately repeated between a second switching period in which each of the second and fourth switches is on. 前記電圧バランス回路は、
前記各組の前記太陽電池パネルが第１、第２及び第３の太陽電池パネルの３個からなるとき、前記第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、
前記第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第３のスイッチと、
前記第２の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第３のスイッチに直列に接続された第４のスイッチと、
前記第３の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第５のスイッチと、
前記第３の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第５のスイッチに直列に接続された第６のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点と前記第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された第１の前記バランス用コンデンサと、
前記第３及び第４のスイッチの接続点と前記第５及び第６のスイッチの接続点との間に接続された第２の前記バランス用コンデンサと、
を少なくとも有し、
前記スイッチング制御回路は、
前記第１、第３及び第５のスイッチがそれぞれオンで、かつ、前記第２、第４及び第６のスイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、前記第１、第３及び第５のスイッチがそれぞれオフで、かつ、前記第２、第４及び第６のスイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。 The voltage balance circuit is:
A first switch having one end connected to a positive side terminal of the first solar cell panel, when each set of the solar cell panels comprises three of the first, second and third solar cell panels; ,
A second switch having one end connected to the negative terminal of the first solar cell panel and connected in series to the first switch;
A third switch having one end connected to the positive terminal of the second solar cell panel;
A fourth switch having one end connected to the negative terminal of the second solar cell panel and connected in series to the third switch;
A fifth switch having one end connected to the positive terminal of the third solar cell panel;
A sixth switch having one end connected to the negative terminal of the third solar cell panel and connected in series to the fifth switch;
A first balancing capacitor connected between a connection point of the first and second switches and a connection point of the third and fourth switches;
The second balancing capacitor connected between the connection point of the third and fourth switches and the connection point of the fifth and sixth switches;
Having at least
The switching control circuit includes:
A first switching period in which each of the first, third, and fifth switches is on and each of the second, fourth, and sixth switches is off; and the first, third, and fifth switches 2. The solar cell according to claim 1, wherein switching is alternately repeated between a second switching period in which each of the switches is off and each of the second, fourth, and sixth switches is on. Photovoltaic generator. 前記電圧バランス回路は、
前記各組の前記太陽電池パネルが第１から第Ｍまでの太陽電池パネルのＭ個(ただし、Ｍは４以上の任意の自然数)からなるとき、前記第１の太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第１のスイッチと、
前記第１の太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第１のスイッチに直列に接続された第２のスイッチと、
ｋを２からＭ−２までの自然数として、
前記第ｋの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２ｋ−１)のスイッチと、
前記第ｋの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第(２ｋ−１)のスイッチに直列に接続された第(２ｋ)のスイッチと、
前記第Ｍの太陽電池パネルの正側端子に一端が接続された第(２Ｍ−１)のスイッチと、
前記第Ｍの太陽電池パネルの負側端子に一端が接続され、かつ、前記第(２Ｍ−１)のスイッチに直列に接続された第(２Ｍ)のスイッチと、
前記第１及び第２のスイッチの接続点と前記第３及び第４のスイッチの接続点との間に接続された第１の前記バランス用コンデンサと、
前記第(２ｋ−１)及び第(２ｋ)のスイッチの接続点と前記第(２ｋ＋１)及び第(２ｋ＋２)のスイッチの接続点との間に接続された第ｋの前記バランス用コンデンサと、
前記第(２Ｍ−３)及び第(２Ｍ−２)のスイッチの接続点と前記第(２Ｍ−１)及び第(２Ｍ)スイッチの接続点との間に接続された第(Ｍ−１)の前記バランス用コンデンサと、
を少なくとも有し、
前記スイッチング制御回路は、
前記第１のスイッチから前記第(２Ｍ)のスイッチまでのうち、奇数番号の前記スイッチがそれぞれオンで、かつ、偶数番号の前記スイッチがそれぞれオフである第１のスイッチング期間と、奇数番号の前記スイッチがそれぞれオフで、かつ、偶数番号の前記スイッチがそれぞれオンである第２のスイッチング期間とを、交互に繰り返すスイッチングを行うことを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。 The voltage balance circuit is:
When each set of the solar cell panels is composed of M solar cell panels from the first to Mth (where M is an arbitrary natural number of 4 or more), the positive side terminal of the first solar cell panel A first switch connected at one end;
A second switch having one end connected to the negative terminal of the first solar cell panel and connected in series to the first switch;
Let k be a natural number from 2 to M-2,
A (2k-1) th switch having one end connected to the positive terminal of the kth solar panel;
A (2k) th switch having one end connected to the negative terminal of the kth solar cell panel and connected in series to the (2k-1) th switch;
A (2M-1) th switch having one end connected to the positive terminal of the Mth solar panel;
A (2M) switch having one end connected to the negative terminal of the Mth solar cell panel and connected in series to the (2M-1) switch;
A first balancing capacitor connected between a connection point of the first and second switches and a connection point of the third and fourth switches;
The kth balancing capacitor connected between the connection point of the (2k-1) and (2k) switches and the connection point of the (2k + 1) and (2k + 2) switches;
The (M-1) th switch connected between the connection point of the (2M-3) and (2M-2) switches and the connection point of the (2M-1) and (2M) switches. The balancing capacitor;
Having at least
The switching control circuit includes:
Of the first switch to the (2M) switch, the odd numbered switch is on and the even numbered switch is off, and the odd numbered switch 2. The photovoltaic power generation apparatus according to claim 1, wherein the switching is alternately repeated between a second switching period in which each of the switches is off and each of the even-numbered switches is on. 前記スイッチング制御回路は、
各組内の前記Ｎ個の太陽電池パネルのうち隣接する２個の太陽電池パネルの出力電圧の差電圧が所定の値より大きくなった場合に前記電圧バランス回路内のスイッチのスイッチング制御を開始し、前記所定の値より小さくなった時点で前記電圧バランス回路内のスイッチのスイッチング動作を停止することを特徴とする請求項１記載の太陽光発電装置。 The switching control circuit includes:
When the difference voltage between the output voltages of two adjacent solar cell panels among the N solar cell panels in each set becomes larger than a predetermined value, switching control of the switch in the voltage balance circuit is started. 2. The photovoltaic power generation apparatus according to claim 1, wherein the switching operation of the switch in the voltage balance circuit is stopped when the voltage becomes smaller than the predetermined value.
JP2013029407A 2013-02-18 2013-02-18 Photovoltaic power generation device Pending JP2014157996A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013029407A JP2014157996A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Photovoltaic power generation device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013029407A JP2014157996A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Photovoltaic power generation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014157996A true JP2014157996A (en) 2014-08-28

Family

ID=51578676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013029407A Pending JP2014157996A (en) 2013-02-18 2013-02-18 Photovoltaic power generation device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014157996A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019140735A (en) * 2018-02-07 2019-08-22 国立大学法人茨城大学 Solar battery converter system and power supply module coupling method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10164768A (en) * 1996-10-03 1998-06-19 Mitsubishi Motors Corp Storage battery
US5814970A (en) * 1994-07-30 1998-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Apparatus for charge exchange among a plurality of series connected energy accumulators or energy converters
WO2003032464A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-17 Sanken Electric Co., Ltd. Voltage balance circuit, voltage detecting circuit, voltage balancing method, and voltage detecting method
JP2007088195A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Solar power generation control unit
US20080210286A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Ball Newton E Parallel and virtual parallel interconnection of solar cells in solar panels
JP2009212467A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Japan Aerospace Exploration Agency Power supply device using photovoltaic cell and method for controlling the same
WO2011051943A2 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Watts & More Ltd. Energy collection system and method

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5814970A (en) * 1994-07-30 1998-09-29 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Apparatus for charge exchange among a plurality of series connected energy accumulators or energy converters
JPH10164768A (en) * 1996-10-03 1998-06-19 Mitsubishi Motors Corp Storage battery
WO2003032464A1 (en) * 2001-10-01 2003-04-17 Sanken Electric Co., Ltd. Voltage balance circuit, voltage detecting circuit, voltage balancing method, and voltage detecting method
US20040246635A1 (en) * 2001-10-01 2004-12-09 Koichi Morita Voltage balance circuit, voltage detective circuit, voltage balancing method, and voltage detecting method
JP2007088195A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Solar power generation control unit
US20080210286A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Ball Newton E Parallel and virtual parallel interconnection of solar cells in solar panels
JP2009212467A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Japan Aerospace Exploration Agency Power supply device using photovoltaic cell and method for controlling the same
WO2011051943A2 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Watts & More Ltd. Energy collection system and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019140735A (en) * 2018-02-07 2019-08-22 国立大学法人茨城大学 Solar battery converter system and power supply module coupling method
JP6994734B2 (en) 2018-02-07 2022-01-14 国立大学法人茨城大学 How to connect the solar cell converter system and power supply module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2626836T3 (en) Method and apparatus for controlling a hybrid power system
JP2017123781A5 (en)
US10056847B2 (en) Hybrid power conversion system and method of determining efficiency using the same
US20130015817A1 (en) Charge and discharge balancing circuit for storage battery set
US9991820B2 (en) Multi-level converter and method of operating same
CN102934346A (en) Inverter for solar cell array
JP6866206B2 (en) Charging device, system, and method
JP2010068558A (en) Apparatus and method for charging
KR102410532B1 (en) Pulsed Power Modulator based on Modular Structure
JP2015033237A (en) Power storage device, charging method and discharging method
MX2023003447A (en) Solar charge controller adaptable for multiple solar substring chemistries and configurations.
Ghaderi et al. A novel step-up power converter configuration for solar energy application
JP2013192371A (en) Power storage device, charging method, and discharging method
Afkar et al. A proposed configuration based on three-level boost converter for unbalancing voltage issue in photovoltaic systems operation
CN105978476B (en) Inverter
Mohamad et al. The effects of number of conducting switches in a cascaded multilevel inverter output
KR20130105002A (en) A device for pv power conversion of high-efficiency multi-string using multi-level inverters
JP2014157996A (en) Photovoltaic power generation device
JP2017022953A (en) Step-down circuit and step-down charging circuit using the same
Laali et al. New cascaded multilevel inverter with series connection of novel capacitor based basic units
KR101568278B1 (en) High Efficiency Charging Device for Renewable Energy
JP2015171178A (en) Power conditioner, and photovoltaic power generation system
Bharatiraja et al. A hybrid cascaded multilevel inverter with diode assisted boosting network
KR20130072543A (en) Switching system for grid-connected inverter according to output of renewalbe energy module
CN102403890B (en) Frequency jitter circuit and control method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20151016

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160802

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20170307