JP4468372B2 - 太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット - Google Patents

太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット Download PDF

Info

Publication number
JP4468372B2
JP4468372B2 JP2006536276A JP2006536276A JP4468372B2 JP 4468372 B2 JP4468372 B2 JP 4468372B2 JP 2006536276 A JP2006536276 A JP 2006536276A JP 2006536276 A JP2006536276 A JP 2006536276A JP 4468372 B2 JP4468372 B2 JP 4468372B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
output
booster
boosting
solar cell
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006536276A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2006033143A1 (ja
Inventor
誠 春日井
大海 西
弘一 中林
直樹 西尾
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of JPWO2006033143A1 publication Critical patent/JPWO2006033143A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4468372B2 publication Critical patent/JP4468372B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic 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
    • G05F1/66Regulating electric power
    • G05F1/67Regulating electric power to the maximum power available from a generator, e.g. from solar cell
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

本発明は、太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットに関するものであり、特に、太陽電池回路の発電電圧をパワーコンディショナの入力動作範囲内に上昇させ、太陽電池回路の直流電力を交流電力に変換して商用電力と系統連系する太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットに関するものである。
太陽光発電システムは、太陽電池回路によって発電した直流電力をパワーコンディショナによって交流電力に変換するとともに、電力会社から供給される一般の商用電源と連系することで、余剰電力は系統側へ回生し、不足電力は系統側から供給されるようにした発電システムである。従来、この種の太陽光発電システムの一般的な構成として、例えば下記特許文献1に示されるようなものがある。図4は、特許文献1に示される太陽光発電システムの昇圧ユニットの一例を示す図である。
図4において、昇圧ユニット101は、複数の太陽電池モジュールの直列接続で構成される1単位(以下「太陽電池回路」と呼称)である太陽電池回路100aが接続される標準入力部110と、太陽電池回路100bが接続される昇圧入力部112と、を備えている。標準入力部110は、昇圧回路を具備しない入力部であり、パワーコンディショナ102の入力動作範囲内の電圧を昇圧することなく供給可能な太陽電池回路の直列接続数を必要とする入力部である。一方、昇圧入力部112は、昇圧回路を具備する入力部であり、昇圧回路により太陽電池回路の電圧をパワーコンディショナの動作範囲まで昇圧する入力部である。標準入力部110および昇圧入力部112には、それぞれの入力段に開閉器が設けられ、各出力は昇圧ユニット101内で接続されて一系列にまとめられ、パワーコンディショナ102に出力される。パワーコンディショナ102では、昇圧ユニット101から出力された太陽電池回路の直流電力が交流電力に変換され、商用電力系統104と接続されて系統連系を行う。なお、同図に示す昇圧ユニットでは、図面簡略化のため2つの太陽電池回路(100a,100b)のみを示しているが、通常はさらに多くの太陽電池回路が入力されることもある。また、太陽光発電システムの系統連系に関しては、既存の技術であるため詳細な説明は省略する。
太陽電池回路100bが接続される昇圧入力部112には、リアクトル、スイッチング素子、ダイオード、コンデンサ等からなる主回路と、入力電圧Vs2および出力電圧Vo2に基づいて主回路のスイッチング素子に制御信号Sg2を供給する制御回路114と、出力電圧Vo2および温度センサが検知したスイッチング素子の温度T2に基づいて異常時に入力部の開閉器をトリップするためのトリップ信号を生成出力するトリップ信号発生部116と、が設けられている。
昇圧入力部112の昇圧回路は、昇圧回路を必要としない太陽電池回路100aの直列接続数(n1)と昇圧回路を必要とする太陽電池回路100bの直列接続数(n2)との比を目標昇圧比α(α=n1/n2)として設定し、昇圧比一定制御を行う。昇圧入力部112の制御回路114は、実際の出力電圧Vo2と入力電圧Vs2との比である実昇圧比α(α=Vo2/Vs2)と目標昇圧比αとを比較し、その誤差が小さくなるようにスイッチング素子へ伝送する信号Sg2のオン・オフ時間を最適化するように制御する。
図5は、直列接続数の異なる太陽電池回路の電圧−電力特性(以下単に「V−P特性」という)を示す図である。同図(a)には標準入力部110に接続される太陽電池回路100aのV−P特性を実線(L1)で示し、昇圧入力部112に接続される太陽電池回路100bのV−P特性を破線(L2)で示している。同図(a)において、太陽電池回路の直列接続数の比で表される目標昇圧比αは、各入力部の開放電圧の比(Vo1/Vo2)と等しくなる。また、各太陽電池回路が最大出力となる電圧の比(Vp1/Vp2)も目標昇圧比αと略等しくなる。したがって、昇圧比一定制御により昇圧入力部112に接続される太陽電池回路100bのV−P特性は同図(b)の破線(L4)で示すようになり、昇圧入力部112の最大電力点P2maxが昇圧後にはP2max’に移動する。このとき、パワーコンディショナ102は、太線(L5)で示す標準入力部110と昇圧入力部112の合成出力特性のPmax点で動作することになり、入力電力の最大電力を引き出すことができる。結果として、標準入力部110の太陽電池回路100aと、昇圧入力部112の太陽電池回路100bとは、それぞれの出力電力が最大となる点で動作させることができる。
このように、昇圧ユニット101の出力に接続されるパワーコンディショナ102が運転状態にあるとき、昇圧入力部112は、目標昇圧比αが一定となるような目標昇圧比一定制御を行う。一方、昇圧ユニットの出力に接続されたパワーコンディショナ102が運転状態にないときは、昇圧ユニット101は無負荷状態に置かれることになり、昇圧入力部112の昇圧回路が昇圧動作を行うと出力電圧が上昇し、パワーコンディショナ102の入力電圧が許容入力電圧範囲を超えることになる。昇圧入力部112は、このような状態を検出し、昇圧ユニット101の出力電圧がパワーコンディショナ102の許容入力電圧範囲内に納まるような定電圧制御を行う。
他方、定電圧制御を行っていても、昇圧ユニット101の出力電圧がパワーコンディショナ102の許容入力電圧範囲を超える場合には、昇圧入力部112のトリップ信号発生部116が出力電圧Vo2の過電圧を検出し、入力段のブレーカ121をトリップして太陽電池回路との線路を開放することで、昇圧ユニット101とパワーコンディショナ102とが破損することを防止している。
また、昇圧入力部112のスイッチング素子122が短絡故障などを起こし、太陽電池回路100bの短絡電流が継続して流れ続けるような場合には、スイッチング素子122の周辺に設置された温度センサ124により異常な温度上昇値がトリップ信号発生部116で検出され、入力段のブレーカ121をトリップして太陽電池回路100bとの線路を開放して太陽電池回路100bの短絡電流が継続して流れることを防止している。
特開2002−51571号公報
ところで、昇圧ユニットの昇圧回路が安定して運転しているとき、パワーコンディショナの保護機能が作動してパワーコンディショナが停止したときには、昇圧ユニットにとって急激な無負荷状態が発生したこととなり、昇圧ユニットの出力電圧がパワーコンディショナの入力電圧範囲内の上限を超える場合がある。このような状態に陥った場合、トリップ信号発生部が過電圧を検出して昇圧回路の入力ブレーカをトリップして太陽電池回路の線路を開放するように制御するが、万一、トリップ信号発生部が故障していると過電圧を検出できず、昇圧回路の出力が異常な過電圧となり、昇圧ユニット、パワーコンディショナが破損する可能性があるといった問題点があった。
また、従来の昇圧ユニットは、上述のように、トリップ信号発生部が出力電圧の過電圧や異常な温度上昇値を検出する場合、昇圧回路の入力ブレーカをトリップして太陽電池回路の線路を開放するようにしていた。しかし、一般的に太陽電池回路のような直流電力をトリップする開閉器(例えば電磁接触器)は非常に高価であり、部品サイズも比較的大きいので、製品のコストが上昇するとともに、製品のサイズも大型化するという問題点があった。
さらに、従来の昇圧ユニットは、昇圧回路を必要としない太陽電池回路100aの直列接続数(n1)と昇圧回路を必要とする太陽電池回路100bの直列接続数(n2)の比を目標昇圧比α(α=n1/n2)として設定し、昇圧比一定制御を行うが、太陽電池回路100aに対して太陽電池回路100bの枚数が1枚だけ少ない場合など、目標とする昇圧比が小さいときに、太陽電池回路のばらつきや、太陽光の照射の程度などにより実際の昇圧比がほとんど1に等しくなるような場合に、昇圧回路の間欠動作により耳障りな騒音を発する可能性があった。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、昇圧ユニットに対して急激な無負荷状態が発生した場合であっても、昇圧ユニットや、パワーコンディショナの破損防止を確実に行うことのできる太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットを提供することを第1の目的とする。
また、本発明は、直流電力をトリップするための高価な開閉器を用いることなく、同機能をコンパクト、かつローコストで実現可能な太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットを提供することを第2の目的とする。
また、本発明は、昇圧回路の間欠動作によって発生する可能性のある耳障りな騒音を効果的に防止することができる太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットを提供することを第3の目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる太陽光発電システムは、太陽電池回路の直流出力を交流に変換して商用電力系統と連系する太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路のそれぞれに接続され、該接続された太陽電池回路から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路を具備してなる昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備え、前記昇圧回路は、前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、を備え、前記制御回路は、前記昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、前記スイッチング素子への制御信号出力を停止することを特徴とする。
この発明によれば、昇圧ユニットには、複数の太陽電池回路のそれぞれに接続される昇圧回路が備えられ、また、昇圧回路には、太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路が備えられ、制御回路は、昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、昇圧比を可変するためのスイッチング素子への制御信号出力を停止する。
本発明にかかる太陽光発電システムによれば、昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、スイッチング素子への制御信号出力を停止するようにしているので、過電圧検出による保護を高価な直流開閉器を製品に搭載してトリップする必要がなく、装置コストを低減化し、装置規模を小型化することができるという効果を奏する。
以下に、本発明にかかる太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明にかかる昇圧ユニットを含む太陽光発電システムの構成を示す図である。なお、同図に示す昇圧ユニットでは、図面簡略化のため3つの太陽電池回路10a,10b,10cを示しているが、太陽電池回路入力数や、昇圧回路の数が拡張できることは言うまでもない。
図1において、例えば、寄棟屋根などの小スペースの屋根面にそれぞれ設置された太陽電池回路10a,10b,10cが昇圧ユニット11に接続されている。昇圧ユニット11には、太陽電池回路10a,10bのそれぞれに接続される昇圧回路20a,20bと、太陽電池回路10cに接続されている標準入力部18と、が搭載されており、これらの昇圧回路20a,20bおよび標準入力部18の出力が昇圧ユニット11内で接続されて一系列にまとめられ、パワーコンディショナ12に出力される。パワーコンディショナ12には、商用系統電圧を生成するための昇圧回路、太陽電池回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、系統連系するための保護装置等(いずれも図示省略)が内蔵されており、太陽電池回路の最大出力動作点で動作するように太陽電池回路の出力を制御(最大電力点追従制御)するとともに、商用電力系統14と連系するための各種処理を行う。
つぎに、昇圧回路20aを用いて本発明の昇圧ユニットにかかる昇圧回路の構成を説明する。図1において、昇圧回路20aは、リアクトル23、スイッチング素子24、ダイオード25、コンデンサ26,27、温度センサ28、電流センサ29などから構成される主回路と、制御回路21aと、を備えている。制御回路21aには、太陽電池回路10aの入力電圧Vs1と、昇圧回路20aの出力電圧Vo1、電流センサ29によって検出されたスイッチング素子オン時のリアクトル23の電流IL1、および温度センサ28による昇圧ユニット内部の雰囲気温度T1の各信号が入力される。制御回路21aは、これらの各信号が入力されるセンサ回路や、制御の中心となるマイクロコンピュータ(以下「マイコン」と呼称)(いずれも図1では図示省略)などを備えている。マイコンからは主回路のスイッチング素子をオン/オフするためのゲート信号Sg1の指令値が出力され、目標とする電圧値に昇圧された昇圧出力が生成される。また、各昇圧回路の制御回路同士は、出力過電圧保護信号Voerrと、制御回路のマイコンにより外部への出力を許可された時の入力電圧値Vspmaxとが、それぞれ電気的に接続されている。
つぎに、昇圧ユニット11の動作について簡単に説明する。昇圧ユニット11の各昇圧回路内のマイコンは、接続されている各太陽電池回路のV−P特性上における現在の動作点を常時監視し、この動作点が最大電力点になるように太陽電池回路を制御する。なお、この制御は、例えば、入力電圧(Vs)の微小変化量に対する入力電力(Ps)の微小変化量(dPs/dVs)を算出し、この微小変化量(dPs/dVs)がほぼ0に近い値となる領域を探索するような手法を用いることができる。太陽電池回路個々の最大電力点での動作が確定できたところで、この最大電力点における太陽電池回路の出力電圧値(以下「最大出力動作電圧値」と呼称)が出力され、各制御回路には、それぞれ接続されている太陽電池回路の最大出力動作電圧値の中で最も高い電圧値(以下「最大出力動作電圧値の最大値」と呼称)が設定される。各昇圧回路は、この最大出力動作電圧値の最大値を目標値として昇圧比を設定し、昇圧動作を行う。ただし、最大出力動作電圧値の最大値がパワーコンディショナの定格出力可能な最低電圧値よりも低い場合には、各昇圧回路は、パワーコンディショナにおける定格出力可能な最低入力電圧値を目標電圧として昇圧比を設定し、昇圧動作を行う。
このように、通常時は、パワーコンディショナ12における定格出力可能な入力電圧範囲に昇圧された昇圧ユニット11の出力電圧がパワーコンディショナ12に入力されるのでパワーコンディショナ12は、各太陽電池回路の最大電力を効率よく引き出すことができる。
つぎに、昇圧ユニット11に接続されるパワーコンディショナ12が保護動作などで急に停止した場合について考える。このとき、昇圧ユニット11は無負荷状態に置かれていることになり、昇圧動作を行っている昇圧回路の出力電圧が急激に上昇し、パワーコンディショナ102の入力電圧が許容入力電圧範囲を超えることになる。このような状態に陥った場合、上述した従来技術では、昇圧回路のトリップ信号発生部が過電圧を検出して昇圧回路のブレーカをトリップして太陽電池回路の線路を開放するように制御していた。しかしながら、自身のトリップ信号発生部が故障している場合には過電圧を検出することができず、昇圧回路の出力が異常な過電圧となり、昇圧ユニット、パワーコンディショナが破損する可能性があった。
そこで、本発明では、各昇圧回路の制御回路を図2のように構成し、前述の問題点を解決するようにしている。ここで、図2は、本発明にかかる各制御回路の構成および各制御回路間の接続構成を示す図である。同図に示す制御回路では、一系列にまとめられた各昇圧回路の出力電圧に基づいて生成された過電圧検出信号を自身の昇圧回路だけでなく他の昇圧回路に対しても送信するようにしている。
つぎに、本発明の昇圧ユニットの昇圧回路内に具備される制御回路の構成について説明する。図2において、制御回路21aは、一系列にまとめられた各昇圧回路(すなわち昇圧ユニット11)の出力電圧の出力電圧(Vo1)を検出する過電圧検出回路31aと、過電圧検出回路31aの出力にそれぞれ接続されるゲート駆動回路32aおよびマイコン33aとを、備えている。また、マイコン33aの制御信号がゲート駆動回路32aに接続されるように構成されている。さらに、他の昇圧回路である制御回路21bも制御回路21aと同様に構成されるとともに、各制御回路の過電圧検出回路31a、31bの過電圧検出信号が自身だけでなく他の制御回路にも出力されるように構成されている。
つぎに、制御回路の動作について説明する。なお、昇圧回路20a、20bの各出力は昇圧ユニット11の出力段で一系列にまとめられているため過渡状態を除いて同一の出力値を出力するはずであるが、説明の便宜上これらの出力をVo1,Vo2として示している。図2において、出力電圧Vo1を検出している制御回路21a内の過電圧検出回路31aが過電圧を検出すると、Vo1過電圧検出信号がマイコン33aに出力されるとともに、ゲート駆動回路32aにも出力される。このとき、ゲート駆動回路32aから、スイッチング素子24のスイッチング動作を停止する信号が出力される。このVo1過電圧検出信号は、ハード的に接続されている他の昇圧回路の制御回路21bにも出力される。このように構成された昇圧ユニットによれば、万一、制御回路21aの過電圧検出回路31aが故障した場合であっても、他の正常な昇圧回路の制御回路(本実施の形態では、制御回路21bの過電圧検出回路31b)が過電圧を検出し、破線で示すように正常な制御回路21bの過電圧検出回路31bからの信号により、過電圧検出回路が故障している昇圧回路のスイッチング素子24の動作を停止することが可能となる。
図3−1は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅(G1)がオフ制御する制御パルス幅(G2)に比して極端に小さくない場合の一例を示す図であり、図3−2は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅(G3)がオフ制御する制御パルス幅(G4)に比して極端に小さい場合の一例を示す図である。なお、図3−1および図3−2において、縦軸は太陽電池回路出力の正極側線路に接続されるスイッチング素子のコレクタ端子と、負極側線路に接続されるスイッチング素子のエミッタ端子と、の間の端子電圧(VCE)を用いて示している。
図3−1に示すように、昇圧回路のスイッチング素子は、通常時、すなわち適度な昇圧比に設定されているときは、数十kHz程度の固定周波数でオン・オフの割合が変化するスイッチング動作を行っている。一方、昇圧比が小さくなるにしたがって、スイッチング素子のオン時間が短くなり、出力電圧と入力電圧の差がほとんどない状態では、基本スイッチング周期内でのオン時間がほとんどなくなり、図3−2に示すようなスイッチング素子をオン制御する制御パルス幅がオフ制御する制御パルス幅に比して極端に小さい状態となる。この状態では、スイッチング素子のスイッチング動作が間欠動作となり、この間欠動作に基づく数kHz程度の周波数成分を有する耳障りな騒音を発生させる可能性がある。
他方、このような状況時においては、昇圧回路に入力される太陽電池回路の最大出力動作電圧と、目標とする太陽電池回路の最大出力点電圧との間には、ほとんど差がないため、昇圧する必要はない。したがって、昇圧動作を行う昇圧比に所定のしきい値を設定し、昇圧比がこの所定のしきい値未満のときは、昇圧回路を停止して間欠的なスイッチング動作を行わないように制御する。このような制御を行うことによって、昇圧ユニットから発生する騒音を防止することができる。
なお、この制御の考え方は、温度センサ出力に基づいて昇圧回路を停止させる場合にも応用できる。従来の温度制御では、昇圧回路は、温度センサにより内部の雰囲気温度を検出し、この内部雰囲気温度が所定の温度レベルに達しているときは直ちに昇圧回路を停止するようにしていた。一方、内部の雰囲気温度が所定のレベルに達したときは、直ちに昇圧回路を停止するのではなく、内部雰囲気温度が所定の温度以上に上昇しないように昇圧回路の主回路に流れる電流を減少させて、出力電力を抑制するようにしてもよい。このような制御を行うことにより、内部雰囲気温度が所定の温度以上に上昇しないようにスイッチング素子のオン・オフの比率を可変して昇圧回路の主回路に流れる電流を減少させ、出力電力を抑制するようにすればよい。もし、出力電力を抑制しても温度が上昇するような場合は、スイッチング素子のゲート信号をオフして昇圧回路を停止させるようにすればよい。
なお、この実施の形態では、スイッチング素子のスイッチング制御が数十kHz程度の固定周波数を用いてオン・オフのパルス幅の比を可変するような昇圧回路の構成を一例として説明しているが、スイッチング周波数が固定周波数である必要はなく、可変周波数のスイッチング制御が行われるような構成の昇圧回路に対しても適用できることは、言うまでもないことである。
以上説明したように、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、制御回路には、自身の昇圧回路の出力電圧が所定の電圧値を超えたか否かを検出する過電圧検出回路がさらに備えられ、一の昇圧回路の制御回路に具備される過電圧検出回路が、検出した過電圧検出信号を他の昇圧回路の制御回路に出力するようにしているので、出力過電圧に対する保護の確実性を高め、過電圧による昇圧ユニットやその出力が接続されるパワーコンディショナに対して過電圧に起因する破損を防止することができる。
また、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、スイッチング素子への制御信号出力を停止するようにしているので、過電圧検出による保護を、高価な直流開閉器を製品に搭載してトリップする必要がなく、装置コストの低減化、および装置規模の小型化が可能となる。
また、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、自身が設定した昇圧比が所定のしきい値未満の場合に、昇圧回路の昇圧動作を停止するようにしているので、昇圧回路の間欠的なスイッチングを防止し、当該スイッチングに起因する騒音を防止することができる。
また、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、昇圧回路の雰囲気温度が所定のレベルに達している場合に、スイッチング素子への制御信号に基づいて昇圧回路に流れる電流を減少させ、昇圧回路、あるいは昇圧ユニット内の温度が上昇しないように制御して発電時間を可能な限り確保するようにしているので、太陽電池回路の電力利用率を高めることができる。
以上のように、本発明にかかる太陽光発電システムは、無尽蔵の太陽エネルギーを利用するクリーンな発電システムとして有用であり、また、その昇圧ユニットは、太陽光発電システムを実現する構成品として有用である。
図1は、本発明にかかる昇圧ユニットを含む太陽光発電システムの構成を示す図である。 図2は、本発明にかかる各制御回路の構成および各制御回路間の接続構成を示す図である。 図3−1は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅(G1)がオフ制御する制御パルス幅(G2)に比して極端に小さくない場合の一例を示す図である。 図3−2は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅(G3)がオフ制御する制御パルス幅(G4)に比して極端に小さい場合の一例を示す図である。 図4は、従来技術にかかる太陽光発電システムの昇圧ユニットの一例を示す図である。 図5は、直列接続数の異なる太陽電池回路のV−P特性を示す図である。
10a,10b,10c,100a,100b 太陽電池回路
11,101 昇圧ユニット
12,102 パワーコンディショナ
14,104 商用電力系統
18,110 標準入力部
20a,20b 昇圧回路
21a,21b,114 制御回路
23 リアクトル
24,30,122 スイッチング素子
25 ダイオード
26,27 コンデンサ
28,124 温度センサ
29 電流センサ
31a,31b 過電圧検出回路
32a,32b ゲート駆動回路
33a,33b マイコン
112 昇圧入力部
116 トリップ信号発生部
121 ブレーカ

Claims (6)

  1. 複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備える昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムであって、
    前記昇圧回路は、
    前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
    前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
    を備え、
    前記制御回路は、
    前記昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、前記スイッチング素子への制御信号出力を停止すると共に、自身が設定した昇圧比が所定のしきい値未満の場合に、自身が含まれる昇圧回路の昇圧動作を停止することを特徴する太陽光発電システム。
  2. 前記制御回路は、自身の昇圧回路の出力電圧が所定の電圧値を超えたか否かを検出する過電圧検出回路をさらに備え、
    一の昇圧回路の制御回路に具備される過電圧検出回路は、検出した過電圧検出信号を他の昇圧回路の制御回路に出力することを特徴する請求項1に記載の太陽光発電システム。
  3. 複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備える昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムであって、
    前記昇圧回路は、
    前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
    前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
    を備え、
    前記制御回路は、自身が含まれる昇圧回路の雰囲気温度が所定のレベルに達している場合に、前記スイッチング素子への制御信号に基づいて該昇圧回路に流れる電流を減少させることを特徴する太陽光発電システム。
  4. 太陽電池回路から出力される直流電圧を所定のレベルまで昇圧する太陽光発電システムの昇圧ユニットにおいて、
    前記太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
    前記昇圧回路は、
    前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
    前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
    を備え、
    前記制御回路は、前記昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、前記スイッチング素子への制御信号出力を停止すると共に、自身が設定した昇圧比が所定のしきい値未満の場合に、自身が含まれる昇圧回路の昇圧動作を停止することを特徴する太陽光発電システムの昇圧ユニット。
  5. 前記制御回路は、自身の昇圧回路の出力電圧が所定の電圧値を超えたか否かを検出する過電圧検出回路をさらに備え、
    一の昇圧回路の制御回路に具備される過電圧検出回路は、検出した過電圧検出信号を他の昇圧回路の制御回路に出力することを特徴する請求項に記載の太陽光発電システムの昇圧ユニット。
  6. 太陽電池回路から出力される直流電圧を所定のレベルまで昇圧する太陽光発電システムの昇圧ユニットにおいて、
    前記太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
    前記昇圧回路は、
    前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
    前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
    を備え、
    前記制御回路は、自身が含まれる昇圧回路の雰囲気温度が所定のレベルに達している場合に、前記スイッチング素子への制御信号に基づいて該昇圧回路に流れる電流を減少させることを特徴する太陽光発電システムの昇圧ユニット。
JP2006536276A 2004-09-22 2004-09-22 太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット Expired - Fee Related JP4468372B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2004/013822 WO2006033143A1 (ja) 2004-09-22 2004-09-22 太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2006033143A1 JPWO2006033143A1 (ja) 2008-05-15
JP4468372B2 true JP4468372B2 (ja) 2010-05-26

Family

ID=36089910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006536276A Expired - Fee Related JP4468372B2 (ja) 2004-09-22 2004-09-22 太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4468372B2 (ja)
WO (1) WO2006033143A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205595A1 (de) * 2012-04-04 2013-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsschaltung für eine Photovoltaik-Anlage

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10693415B2 (en) 2007-12-05 2020-06-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US11881814B2 (en) 2005-12-05 2024-01-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US8531055B2 (en) 2006-12-06 2013-09-10 Solaredge Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US11309832B2 (en) 2006-12-06 2022-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8319471B2 (en) 2006-12-06 2012-11-27 Solaredge, Ltd. Battery power delivery module
US11728768B2 (en) 2006-12-06 2023-08-15 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US11687112B2 (en) 2006-12-06 2023-06-27 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8947194B2 (en) 2009-05-26 2015-02-03 Solaredge Technologies Ltd. Theft detection and prevention in a power generation system
US8319483B2 (en) 2007-08-06 2012-11-27 Solaredge Technologies Ltd. Digital average input current control in power converter
US8473250B2 (en) 2006-12-06 2013-06-25 Solaredge, Ltd. Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources
US11296650B2 (en) 2006-12-06 2022-04-05 Solaredge Technologies Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US11735910B2 (en) 2006-12-06 2023-08-22 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US9088178B2 (en) 2006-12-06 2015-07-21 Solaredge Technologies Ltd Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11569659B2 (en) 2006-12-06 2023-01-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8384243B2 (en) 2007-12-04 2013-02-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8816535B2 (en) 2007-10-10 2014-08-26 Solaredge Technologies, Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US8013472B2 (en) 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
US11855231B2 (en) 2006-12-06 2023-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8963369B2 (en) 2007-12-04 2015-02-24 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8049523B2 (en) 2007-12-05 2011-11-01 Solaredge Technologies Ltd. Current sensing on a MOSFET
US11264947B2 (en) 2007-12-05 2022-03-01 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
EP3121922B1 (en) 2008-05-05 2020-03-04 Solaredge Technologies Ltd. Direct current power combiner
GB2485527B (en) 2010-11-09 2012-12-19 Solaredge Technologies Ltd Arc detection and prevention in a power generation system
US10673229B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
US10673222B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
GB2483317B (en) 2011-01-12 2012-08-22 Solaredge Technologies Ltd Serially connected inverters
WO2012100815A1 (de) * 2011-01-24 2012-08-02 Siemens Aktiengesellschaft Regelungsverfahren für eine photovoltaikanlage und photovoltaikanlage
JP5942219B2 (ja) * 2011-11-14 2016-06-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 太陽光発電用パワーコンディショナ
GB2498365A (en) 2012-01-11 2013-07-17 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic module
GB2498791A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic panel circuitry
US9853565B2 (en) 2012-01-30 2017-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Maximized power in a photovoltaic distributed power system
JP6158476B2 (ja) * 2012-04-20 2017-07-05 株式会社日立製作所 太陽光発電用電力変換装置
US9548619B2 (en) 2013-03-14 2017-01-17 Solaredge Technologies Ltd. Method and apparatus for storing and depleting energy
JP5842860B2 (ja) * 2013-04-25 2016-01-13 株式会社安川電機 系統連系装置
US11018623B2 (en) 2016-04-05 2021-05-25 Solaredge Technologies Ltd. Safety switch for photovoltaic systems
US11177663B2 (en) 2016-04-05 2021-11-16 Solaredge Technologies Ltd. Chain of power devices
JP6883729B2 (ja) * 2016-12-21 2021-06-09 パナソニックIpマネジメント株式会社 電気機器

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3941346B2 (ja) * 2000-06-16 2007-07-04 オムロン株式会社 太陽光発電システムにおけるパワーコンディショナ
JP3655831B2 (ja) * 2001-02-14 2005-06-02 シャープ株式会社 昇圧ユニット、パワーコンディショナ、およびそれらを用いた太陽光発電システム
JP2002354678A (ja) * 2001-05-29 2002-12-06 Canon Inc 発電装置およびその制御方法
JP3796460B2 (ja) * 2002-03-28 2006-07-12 シャープ株式会社 太陽光発電システム用パワーコンディショナ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012205595A1 (de) * 2012-04-04 2013-10-10 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsschaltung für eine Photovoltaik-Anlage
DE102012205595B4 (de) * 2012-04-04 2015-03-12 Siemens Aktiengesellschaft Betriebsschaltung für eine Photovoltaik-Anlage

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2006033143A1 (ja) 2008-05-15
WO2006033143A1 (ja) 2006-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4468372B2 (ja) 太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット
US8836162B2 (en) Inverter for photovoltaic systems
US8624561B1 (en) Power conversion having energy storage with dynamic reference
US6838611B2 (en) Solar battery module and power generation apparatus
US20170310239A1 (en) Cascaded h-bridge inverter and method for handling fault thereof
JP6063031B2 (ja) パワーコンディショナ及びその制御方法
US9966866B2 (en) Distributed power system, DC-DC converter, and power conditioner
JPWO2006090674A1 (ja) 電力変換装置
US11532985B2 (en) Switching circuits having multiple operating modes and associated methods
JP2005276942A (ja) 太陽光発電装置およびシステム、並びに、その制御方法
JP2006302147A (ja) 昇圧装置
JP2003289626A (ja) 太陽光発電システム用パワーコンディショナ
JP4468371B2 (ja) 太陽光発電システムおよびその昇圧ユニット
JP5211772B2 (ja) パワーコンディショナの運転制御装置および太陽光発電システム
JP2005269843A (ja) 系統連系装置
JP4123006B2 (ja) 太陽光発電システム
JP2003284355A (ja) 太陽光発電システム
JP2000010648A (ja) 電力制御装置およびこれを用いた太陽光発電システム
JP2020068552A (ja) 電力変換装置
JP2009247185A (ja) 系統連系インバータ装置およびその自立運転方法
JP7312968B2 (ja) エネルギーシステムおよびその運転方法ならびにバーチャルパワープラントシステム
JP6078914B2 (ja) 太陽電池ストリングの電圧調整回路
WO2024063086A1 (ja) 電力変換装置
JP2019012380A (ja) 太陽光発電システム
JP6294447B2 (ja) パワーコンディショナ及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091124

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100125

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100223

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4468372

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140305

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees