JP5862639B2 - 太陽電池制御装置 - Google Patents
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Description
(太陽電池制御装置1の構成)
先ず、本発明の第1実施形態に係る太陽電池制御装置1の構成について、図4を参照しながら説明する。
先ず、制御部13によるMPPの算出方法について、図5〜12を参照しながら説明する。
IPm=k1×Isc、k1=const.…(X)
更に、太陽電池の開放電圧Vocと最大出力動作電圧VPmとの間には、以下の関係が成立する。
VPm=k2×Voc、k2=const.…(Y)
ここで、k1、k2は定数であり、太陽電池の種類により決定されうる。
(S1)光量検出部11のスイッチング素子114をONにし、電圧計112によりシャント抵抗111に印加される電圧Vshを計測する。
(S2)電圧Vshと予め記憶部14に記憶されているシャント抵抗値Rshからシャント抵抗111を流れる電流を算出し、太陽電池クラスタ10aの短絡電流Isc10aを推定する。
(S3)温度検出部により、太陽電池セル101の温度Tcellを計測する。
(S4)短絡電流Isc10a、温度Tcell及び予め記憶部14に記憶されている太陽電池の種類に応じて、温度Tcellにおける太陽電池セル101の開放電圧Vocを算出する。
(S5)太陽電池セル101の開放電圧Vocに、太陽電池クラスタ10aを構成する直列接続された太陽電池セル101の数量Nを乗算することにより、太陽電池クラスタ10aの開放電圧Voc10を算出する。
(S6)短絡電流Isc10aと開放電圧Voc10とを乗算することにより、太陽電池クラスタ10aにおける最大出力点候補Isc10a×Voc10を算出する。
(S7)太陽電池クラスタ10b、10cに対しても、(S1)から(S6)と同様のステップを行うことにより、最大出力点候補Isc10b×Voc10及びIsc10c×Voc10を算出する。
(S8)3つの太陽電池クラスタ10a、10b及び10cにおける最大出力点候補Isc10a×Voc10、Isc10b×Voc10及びIsc10c×Voc10の値を比較し、最も大きい最大出力点候補を算出する。
(S9)最も大きい最大出力点候補に対して、予め記憶部14に記憶されている式(X)及び(Y)を適用し、太陽電池モジュール2のIPm及びVPmを算出し、IPmとVPmとを乗算することにより、太陽電池モジュール2のMPP電力Pmを決定する。
(S1´)光量検出部11のスイッチング素子114をONにし、電圧計112によりシャント抵抗111に印加される電圧Vshを計測する。
(S2´)電圧Vshと予め記憶部14に記憶されているシャント抵抗値Rshからシャント抵抗111を流れる電流を算出し、太陽電池クラスタ10aの短絡電流Isc10aを推定する。
(S3´)温度検出部により、太陽電池セル101の温度Tcellを計測する。
(S4´)短絡電流Isc10a、温度Tcell及び予め記憶部14に記憶されている太陽電池の種類に応じて、温度Tcellにおける太陽電池セル101の開放電圧Vocを算出する。
(S5´)太陽電池セル101の開放電圧Vocに、太陽電池クラスタ10aを構成する直列接続された太陽電池セル101の数量Nを乗算することにより、太陽電池クラスタ10aの開放電圧Voc10を算出する。
(S6´)開放電圧Voc10に対して、予め記憶部14に記憶されている式(Y)を適用し、太陽電池クラスタ10aにおける最大出力動作電圧VPm10を算出する。
(S7´)短絡電流Isc10aに対して、予め記憶部14に記憶されている式(X)を適用し、最大出力動作電流IPm10aを算出する。
(S8´)最大出力動作電流IPm10aと最大出力動作電圧VPm10とを乗算することにより、太陽電池クラスタ10aの最大出力Pm10aを算出する。
(S9´)太陽電池クラスタ10b、10cに対しても、(S1´)から(S8´)と同様のステップを行うことにより、Pm10b及びPm10cを算出する。
(S10´)Pm10a、Pm10b及びPm10cの値を比較し、最も大きい最大出力を選択することで、太陽電池モジュール2のMPP電力Pmを決定する。
次に、制御部13によるMPPの算出タイミングの制御について説明する。
次に、本発明の第2実施形態に係る太陽電池制御装置1の構成について、図14を参照しながら説明する。
0≦v(l/t)≦55.5[m/s]、t=10[μs]
よって、
0≦l≦55.5×10−5[m]
すなわち、演算に必要な処理時間tが10μs、移動体の速度が0〜200km/hの範囲である場合には、太陽電池クラスタ10とフォトダイオード115との距離lは、55.5×10−5m以上あれば良く、移動体のサイズと比較して十分小さい。
toffset=0.1[m]/22.2[m/s]=4.5[ms]
以上に説明したように、第2実施形態に係る太陽電池制御装置1によれば、移動体に太陽電池モジュール2を組付けた場合においても、演算処理を増加させることなく、MPPの算出タイミングが適切に設定できる。
2 太陽電池モジュール
10 太陽電池クラスタ
11 光量検出部
12 速度検出部
13 制御部
113 電流検出部
114 スイッチング素子
115 フォトダイオード
Claims (6)
- 移動体に組付けられた太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールの最大出力点を算出する制御部と、
前記太陽電池モジュールに照射される光量変化を検出する光量検出部と、
前記移動体の速度を検出する速度検出部と、
を有し、
前記制御部は、前記光量変化に基づいて前記最大出力点を算出し、前記移動体の速度に応じて、前記最大出力点の算出タイミングを制御する、
太陽電池制御装置。 - 前記太陽電池モジュールに照射される光量変化を検出する光量検出部を有し、
前記制御部は、前記光量変化に基づいて前記最大出力点を算出する、
請求項1に記載の太陽電池制御装置。 - 前記光量検出部は、電流検出部とスイッチング素子とを含み、
前記電流検出部により検出される電流に基づいて光量変化が算出される、
請求項2に記載の太陽電池制御装置。 - 前記光量検出部は、前記太陽電池モジュールに照射される日射量を検出する日射量感知素子を含む、
請求項2に記載の太陽電池制御装置。 - 前記日射量感知素子は、前記太陽電池モジュールと所定の距離を離して前記太陽電池モジュールよりも前記移動体の進行方向前方に設けられている、
請求項4に記載の太陽電池制御装置。 - 前記太陽電池モジュールは、複数の太陽電池クラスタを含み、
前記太陽電池クラスタごとに前記光量検出部が設けられた、
請求項2乃至5の何れか一項に記載の太陽電池制御装置。
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