JP3263444B2 - 太陽電池利用給電システム - Google Patents
太陽電池利用給電システムInfo
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- JP3263444B2 JP3263444B2 JP26130592A JP26130592A JP3263444B2 JP 3263444 B2 JP3263444 B2 JP 3263444B2 JP 26130592 A JP26130592 A JP 26130592A JP 26130592 A JP26130592 A JP 26130592A JP 3263444 B2 JP3263444 B2 JP 3263444B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は太陽電池を利用したシス
テムにおいて常に太陽電池から電力を最大に供給できる
ようにした太陽電池利用給電システムに関するものであ
る。
テムにおいて常に太陽電池から電力を最大に供給できる
ようにした太陽電池利用給電システムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽電池は図６に示すような電力−電圧
特性を有する。光照射量が増大するに従って取り出し得
る電力が増大する傾向を示しているが、最大電力が取り
出せる動作電圧はその日射量や温度状態においてただ１
点であり、その状態により大きく変化する。太陽電池か
らできるだけ多くの電力を取り出すためには、太陽電池
の動作点を常に最大出力点で動作させるように制御する
必要がある。
特性を有する。光照射量が増大するに従って取り出し得
る電力が増大する傾向を示しているが、最大電力が取り
出せる動作電圧はその日射量や温度状態においてただ１
点であり、その状態により大きく変化する。太陽電池か
らできるだけ多くの電力を取り出すためには、太陽電池
の動作点を常に最大出力点で動作させるように制御する
必要がある。
【０００３】従来ではこのような点を考慮して太陽電池
動作電圧を定電圧に制御する方式を採用している。図７
にこの方式の回路ブロック図を示す。この方式は電力制
御回路１の入力側において電圧検出器６で検出した入力
電圧信号と、ある電圧値に設定されたＶｒｅｆとを誤差
増幅器１０に入力し、電力制御回路１の入力電圧が設定
電圧値Ｖｒｅｆに等しくなるように制御する制御電圧信
号として出力する。この制御電圧信号はランプ波形発生
回路１２から出力された鋸波と比較器１１を用いて比較
し、変換装置４で入力電圧の制御を行うことにより最大
出力点を追尾する。
動作電圧を定電圧に制御する方式を採用している。図７
にこの方式の回路ブロック図を示す。この方式は電力制
御回路１の入力側において電圧検出器６で検出した入力
電圧信号と、ある電圧値に設定されたＶｒｅｆとを誤差
増幅器１０に入力し、電力制御回路１の入力電圧が設定
電圧値Ｖｒｅｆに等しくなるように制御する制御電圧信
号として出力する。この制御電圧信号はランプ波形発生
回路１２から出力された鋸波と比較器１１を用いて比較
し、変換装置４で入力電圧の制御を行うことにより最大
出力点を追尾する。
【０００４】この方式の特徴は太陽電池の最大出力を取
り出せる動作電圧が日射量や温度状態にかかわらず、任
意の一定電圧に近似できると仮定して、疑似的に太陽電
池の最大出力点で動作させようという点にある。
り出せる動作電圧が日射量や温度状態にかかわらず、任
意の一定電圧に近似できると仮定して、疑似的に太陽電
池の最大出力点で動作させようという点にある。
【０００５】また一方、太陽電池２または電力制御装置
の出力電圧，電流を検出し、電力を算出し、動作点の変
化に対して出力電力の変化率が０になるように制御する
方法がよく行われている。図８にこの方式の回路ブロッ
ク図を示す。この方式は太陽電池の動作点を操作する手
段を設け、その動作点を随時もしくは周期的に操作し、
その都度、太陽電池２または電力制御装置の出力電流，
出力電圧をそれぞれ電流検出器５，電圧検出器６で検出
し、この検出値を乗算器１３により出力電力を算出し、
電力増減判断器１４により出力電力の変化方向が常に増
加となるように動作点の操作方向を指定する。そして入
力電圧調節器１５により動作点を変化させる操作を出力
電圧の増減がなくなるまで繰り返し行うことにより最大
出力点を追尾する方式である。
の出力電圧，電流を検出し、電力を算出し、動作点の変
化に対して出力電力の変化率が０になるように制御する
方法がよく行われている。図８にこの方式の回路ブロッ
ク図を示す。この方式は太陽電池の動作点を操作する手
段を設け、その動作点を随時もしくは周期的に操作し、
その都度、太陽電池２または電力制御装置の出力電流，
出力電圧をそれぞれ電流検出器５，電圧検出器６で検出
し、この検出値を乗算器１３により出力電力を算出し、
電力増減判断器１４により出力電力の変化方向が常に増
加となるように動作点の操作方向を指定する。そして入
力電圧調節器１５により動作点を変化させる操作を出力
電圧の増減がなくなるまで繰り返し行うことにより最大
出力点を追尾する方式である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例での前者の太陽
電池動作電圧定電圧制御方式では制御系は簡単なもので
構成されるが、あらかじめ設定した一定電圧値が最大出
力を取り出せる電圧値と一致しないことが予想され、そ
のため最大電力を出力することができず、無駄にする電
力が多くなる。特に温度変化によって最大出力点は大き
く変化するため、設定電圧をたびたび調整する必要があ
り、煩雑である。
電池動作電圧定電圧制御方式では制御系は簡単なもので
構成されるが、あらかじめ設定した一定電圧値が最大出
力を取り出せる電圧値と一致しないことが予想され、そ
のため最大電力を出力することができず、無駄にする電
力が多くなる。特に温度変化によって最大出力点は大き
く変化するため、設定電圧をたびたび調整する必要があ
り、煩雑である。
【０００７】後者の動作点の変化に対し出力電力の変化
率が０になるように制御する方法では温度や日射量の変
化にはある程度対応できるが、状態量の計測が多く制御
回路が複雑になった。
率が０になるように制御する方法では温度や日射量の変
化にはある程度対応できるが、状態量の計測が多く制御
回路が複雑になった。
【０００８】本発明は太陽電池を変換装置を介して独立
負荷もしくは他の電源系統に接続して電力を供給するよ
う構成した太陽電池給電システムにおいて、制御装置の
出力電流のみを検出する手段を設けておき、電力制御回
路出力電流が常に増加するように太陽電池出力電圧を指
定することにより最大出力点追尾制御を行うことを目的
としている。
負荷もしくは他の電源系統に接続して電力を供給するよ
う構成した太陽電池給電システムにおいて、制御装置の
出力電流のみを検出する手段を設けておき、電力制御回
路出力電流が常に増加するように太陽電池出力電圧を指
定することにより最大出力点追尾制御を行うことを目的
としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、太陽電池を変
換装置を介して独立負荷もしくは他の電源系統に接続し
て電力を供給するよう構成した太陽電池利用給電システ
ムにおいて、前記変換装置の出力電流を検出する手段
と、前記太陽電池の出力電圧を検出する手段と、前記検
出された出力電流の増減結果に基づいて前記検出された
出力電圧を制御するための入力電圧指令値を出力する手
段と、前記検出された出力電圧と前記入力電圧指令値と
の誤差信号に基づいて前記検出された出力電圧を前記入
力電圧指令値に等しくなるように制御する手段、とを有
し、前記入力電圧指令値を出力する手段は、前記変換装
置の出力電流の増減結果が減の場合に前記入力電圧指令
値の増減方向を反転させて出力し、上記増減結果が増又
は同じ場合に前記入力電圧指令値の増減方向を維持させ
て出力することを特徴とする太陽電池利用給電システム
を提供する。また、本発明は、前記入力電圧指令値は、
予め定められた電圧範囲のステップ電圧であることを特
徴とする太陽電池利用給電システムを提供する。
換装置を介して独立負荷もしくは他の電源系統に接続し
て電力を供給するよう構成した太陽電池利用給電システ
ムにおいて、前記変換装置の出力電流を検出する手段
と、前記太陽電池の出力電圧を検出する手段と、前記検
出された出力電流の増減結果に基づいて前記検出された
出力電圧を制御するための入力電圧指令値を出力する手
段と、前記検出された出力電圧と前記入力電圧指令値と
の誤差信号に基づいて前記検出された出力電圧を前記入
力電圧指令値に等しくなるように制御する手段、とを有
し、前記入力電圧指令値を出力する手段は、前記変換装
置の出力電流の増減結果が減の場合に前記入力電圧指令
値の増減方向を反転させて出力し、上記増減結果が増又
は同じ場合に前記入力電圧指令値の増減方向を維持させ
て出力することを特徴とする太陽電池利用給電システム
を提供する。また、本発明は、前記入力電圧指令値は、
予め定められた電圧範囲のステップ電圧であることを特
徴とする太陽電池利用給電システムを提供する。
【００１０】
【作用】太陽電池の出力電圧は入力電圧指令値と等しく
なるように制御される。この制御により変換装置の入力
インピーダンスが変化し太陽電池の動作点が制御され
る。一方、太陽電池の出力電力は変換装置の出力電力が
最大の時に最大となり、さらに、変換装置の出力電力は
変換装置の出力電流が最大の時に最大となる。従って、
入力電圧指令値を変換装置の出力電流の増減結果に基づ
いて出力し、この出力電流が所定の最大出力点に対して
増加する方向に太陽電池の出力電圧を制御することによ
り、太陽電池の最大出力電力を追尾することができる。
なるように制御される。この制御により変換装置の入力
インピーダンスが変化し太陽電池の動作点が制御され
る。一方、太陽電池の出力電力は変換装置の出力電力が
最大の時に最大となり、さらに、変換装置の出力電力は
変換装置の出力電流が最大の時に最大となる。従って、
入力電圧指令値を変換装置の出力電流の増減結果に基づ
いて出力し、この出力電流が所定の最大出力点に対して
増加する方向に太陽電池の出力電圧を制御することによ
り、太陽電池の最大出力電力を追尾することができる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明に係る太陽電池システムの実施
例につき、添付図面を参照にしながら詳細に説明する。
図１は本発明の制御方式を実施するための装置の一実施
例を示すものである。本発明の制御方式を実施する電力
制御回路１は太陽電池２と負荷３の間に挿入される。電
力制御回路１は図中示すようにパワーＭＯＳＦＥＴなど
の高周波スイッチング素子をもつ変換装置４，電流検出
器５，電圧検出器６，Ａ／Ｄ変換器７，ＣＰＵ回路（マ
イクロコンピュータ）８，Ｄ／Ａ変換器９，誤差増幅器
１０，比較器１１，ランプ波形発生回路１２で構成され
る。
例につき、添付図面を参照にしながら詳細に説明する。
図１は本発明の制御方式を実施するための装置の一実施
例を示すものである。本発明の制御方式を実施する電力
制御回路１は太陽電池２と負荷３の間に挿入される。電
力制御回路１は図中示すようにパワーＭＯＳＦＥＴなど
の高周波スイッチング素子をもつ変換装置４，電流検出
器５，電圧検出器６，Ａ／Ｄ変換器７，ＣＰＵ回路（マ
イクロコンピュータ）８，Ｄ／Ａ変換器９，誤差増幅器
１０，比較器１１，ランプ波形発生回路１２で構成され
る。
【００１２】電力制御回路１の出力側において、電流検
出器５で変換装置４の出力電流信号（出力電流に比例し
た電圧信号）を検出してＡ／Ｄ変換器７でアナログ信号
をディジタル信号に変換した後、ＣＰＵ回路８で、これ
が最大となるような入力電圧指令値を常に演算してお
り、この入力電圧指令値をＤ／Ａ変換器９を介してアナ
ログ信号で出力している。この信号と電力制御回路１の
入力側において電圧検出器６で検出した入力電圧信号
（太陽電池２の出力電圧信号）とを誤差増幅器１０に入
力し、電力制御回路１の入力電圧（太陽電池２の出力電
圧信号）が入力電圧指令値に等しくなるように制御する
制御電圧信号として出力する。
出器５で変換装置４の出力電流信号（出力電流に比例し
た電圧信号）を検出してＡ／Ｄ変換器７でアナログ信号
をディジタル信号に変換した後、ＣＰＵ回路８で、これ
が最大となるような入力電圧指令値を常に演算してお
り、この入力電圧指令値をＤ／Ａ変換器９を介してアナ
ログ信号で出力している。この信号と電力制御回路１の
入力側において電圧検出器６で検出した入力電圧信号
（太陽電池２の出力電圧信号）とを誤差増幅器１０に入
力し、電力制御回路１の入力電圧（太陽電池２の出力電
圧信号）が入力電圧指令値に等しくなるように制御する
制御電圧信号として出力する。
【００１３】この制御電圧信号はランプ波形発生回路１
２から出力された鋸波と比較器１１を用いて比較し、変
換装置４のスイッチング素子をオン・オフ制御するゲー
トパルス信号のデューティ比をフィードバック制御する
ことにより電力制御回路の入力インピーダンスが制御さ
れ、電力制御回路１の入力電圧がマイコンから出力され
た入力電圧指令値と等しくなるように制御が行われる。
２から出力された鋸波と比較器１１を用いて比較し、変
換装置４のスイッチング素子をオン・オフ制御するゲー
トパルス信号のデューティ比をフィードバック制御する
ことにより電力制御回路の入力インピーダンスが制御さ
れ、電力制御回路１の入力電圧がマイコンから出力され
た入力電圧指令値と等しくなるように制御が行われる。
【００１４】これはデューティ比を制御すると太陽電池
の動作点が太陽電池特性曲線に沿って変化することによ
るもので、図２に太陽電池Ｉ−Ｖ特性曲線（デューティ
比と動作点）、図３にデューティと電力制御回路1の出
力電圧、出力電流、出力電力の関係を表すグラフを示
す。
の動作点が太陽電池特性曲線に沿って変化することによ
るもので、図２に太陽電池Ｉ−Ｖ特性曲線（デューティ
比と動作点）、図３にデューティと電力制御回路1の出
力電圧、出力電流、出力電力の関係を表すグラフを示
す。
【００１５】このとき図４に示したフローチャートに従
って、この入力電圧指令値をある方向（増加または減
少）に調整し、その結果電力制御回路１の出力電流値
（変換装置４の出力電流値）が前回の値より増加すれば
入力電圧指令値をそのままの方向で更に１段階進め、出
力電流値が前回の値より減少すれば、指令値の調節方向
を反転し１段階戻す操作を繰り返すことにより最大出力
点を追尾する。以上の制御動作を図５にまとめている
が、入力電圧指令値はあらかじめ定めたある電圧範囲
で、ステップ電圧（本実施例では０．６Ｖ）毎に増減を
繰り返し、常に最大出力を提供する入力電圧値で制御さ
れる。
って、この入力電圧指令値をある方向（増加または減
少）に調整し、その結果電力制御回路１の出力電流値
（変換装置４の出力電流値）が前回の値より増加すれば
入力電圧指令値をそのままの方向で更に１段階進め、出
力電流値が前回の値より減少すれば、指令値の調節方向
を反転し１段階戻す操作を繰り返すことにより最大出力
点を追尾する。以上の制御動作を図５にまとめている
が、入力電圧指令値はあらかじめ定めたある電圧範囲
で、ステップ電圧（本実施例では０．６Ｖ）毎に増減を
繰り返し、常に最大出力を提供する入力電圧値で制御さ
れる。
【００１６】
【発明の効果】本発明は、変換装置の出力電流の増減結
果に基づいて太陽電池の出力電圧を制御することによ
り、太陽電池の最大出力点を追尾可能な太陽電池利用給
電システムを簡単な回路構成で提供することができる。
果に基づいて太陽電池の出力電圧を制御することによ
り、太陽電池の最大出力点を追尾可能な太陽電池利用給
電システムを簡単な回路構成で提供することができる。
【図１】本発明方式の実施例を示す回路ブロック図であ
る。
る。
【図２】太陽電池の電流−電圧特性曲線である。
【図３】太陽電池のデューティ比と出力電圧，出力電
流，出力電力の関係を表す図である。
流，出力電力の関係を表す図である。
【図４】本発明におけるＣＰＵ回路の制御フローチャー
ト図である。
ト図である。
【図５】本発明において、電力制御回路の制御動作図で
ある。
ある。
【図６】太陽電池の電圧−電力特性曲線である。
【図７】従来例の回路ブロック図である。
【図８】他の従来例の回路ブロック図である。
１ 電力制御回路 ２ 太陽電池 ３ 負荷 ４ 変換装置 ５ 電流検出器 ６ 電圧検出器 ７ Ａ／Ｄ変換器 ８ ＣＰＵ回路 ９ Ｄ／Ａ変換器 １０ 誤差増幅器 １１ 比較器 １２ ランプ波形発生器 １３ 乗算器 １４ 電力増減判断器 １５ 入力電圧調節器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南野 光治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 中田 浩史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−200413（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−179133（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−224817（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−297964（ＪＰ，Ａ) 岡本光央、小玉博一、竹林司、南野光 治、沢井哲安 ，太陽電池エアコンシス テムの運転特性，シャープ技報，日本, シャープ株式会社，1992年 ３月10日, 第52号・1992年３月，ｐ19−22 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05F 1/67
Claims (2)
- 【請求項１】 太陽電池を変換装置を介して独立負荷も
しくは他の電源系統 に接続して電力を供給するよう構成した太陽電池利用給
電システムにおいて、 前記変換装置の出力電流を検出する手段と、 前記太陽電池の出力電圧を検出する手段と、 前記検出された出力電流の増減結果に基づいて前記検出
された出力電圧を制御するための入力電圧指令値を出力
する手段と、 前記検出された出力電圧と前記入力電圧指令値との誤差
信号に基づいて前記検出された出力電圧を前記入力電圧
指令値に等しくなるように制御する手段、とを有し、 前記入力電圧指令値を出力する手段は、前記変換装置の
出力電流の増減結果が減の場合に前記入力電圧指令値の
増減方向を反転させて出力し、上記増減結果が増又は同
じ場合に前記入力電圧指令値の増減方向を維持させて出
力することを特徴とする太陽電池利用給電システム。 - 【請求項２】 前記入力電圧指令値は、予め定められた
電圧範囲のステップ電圧であることを特徴とする請求項
１に記載の太陽電池利用給電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26130592A JP3263444B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 太陽電池利用給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26130592A JP3263444B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 太陽電池利用給電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06110571A JPH06110571A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3263444B2 true JP3263444B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=17359948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26130592A Expired - Fee Related JP3263444B2 (ja) | 1992-09-30 | 1992-09-30 | 太陽電池利用給電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3263444B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006101107A1 (ja) * | 2005-03-22 | 2006-09-28 | Sankyo Kobunshi Co., Ltd. | 充電装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0962387A (ja) * | 1995-08-29 | 1997-03-07 | Canon Inc | 電池電源の電力制御方法及び装置並びに電池電源システム |
| WO2013080469A1 (ja) * | 2011-11-29 | 2013-06-06 | パナソニック 株式会社 | 電力変換装置 |
| JP6181402B2 (ja) * | 2013-04-03 | 2017-08-16 | 株式会社ダイヘン | 電力変換回路を制御する制御回路、および、当該制御回路を備えた電力変換装置 |
-
1992
- 1992-09-30 JP JP26130592A patent/JP3263444B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 岡本光央、小玉博一、竹林司、南野光治、沢井哲安 ，太陽電池エアコンシステムの運転特性，シャープ技報，日本，シャープ株式会社，１９９２年 ３月１０日，第５２号・１９９２年３月，ｐ１９−２２ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006101107A1 (ja) * | 2005-03-22 | 2006-09-28 | Sankyo Kobunshi Co., Ltd. | 充電装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06110571A (ja) | 1994-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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