JP6478171B2 - 太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化モジュール - Google Patents
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Description
各太陽光パネルは、典型的には、3ストリングの光発電モジュールを含み、これら3ストリングの光発電モジュールは、様々な形の木の葉、建物等によって遮光されると、異なる日射量を受けることがある。そうした状況下では、パネルレベルでの電力効率最適化は、実行できるものの、ストリングレベルの電力効率最適化は蔑ろにされる可能性がある。つまり、従来の太陽光パネルは、太陽光ストリングレベルの観点からすれば、太陽光パネルの最大電力効率最適化や最適効果を実行しない可能性がある。
電力出力端子101、102、103は、電力最適化モジュールブロック10A、10B、10Cを通して、直列に接続される。各電力最適化モジュールブロック10A、10B、10Cは、光発電モジュールPV1、PV2、PV3の対応するストリングに関して電力最適化を実行する。
本実施形態では、正出力端子OUT2は、それに隣接する電力最適化モジュールブロック10Bのストリング接続ポート21Bの正出力端子OUT2に直列接続され、正出力端子PVOUT+は、太陽光パネル100の正電源端子として見なされる。太陽光パネル100は、その正電源端子及び負電源端子を使用することによって、他の太陽光パネルに接続されてもよい。
MPPTコントローラ231は、光発電モジュールPV1のストリングに関してMPPTを実行するために、光発電モジュールPV1のストリングの出力電圧及び平均出力電流に応じて計算を行い、PWM回路234を使用してバックコンバータ235への制御信号を調整する。
ENピンの電圧レベルが、外部回路によって低電圧レベルになると、イネーブルコンパレータ238は、バックコンバータ235のスイッチをオフにし、バイパススイッチ24Aを介して、光発電モジュールPV1の対応するストリングをバイパスして、確実に太陽光パネル100の光発電モジュールPV2、PV3の他のストリングを正常に動作可能にする。
また、シングルチッププロセッサに、各電力最適化モジュールブロックでストリングレベルの電力最適化を実行する大部分の核心要素の回路を集中させるアプローチにより、電力最適化モジュールブロックが、全体的な性能を向上させた組込構造を有することが可能である。
Claims (8)
- 太陽光パネルの太陽光モジュールストリング用スプリット式電力最適化モジュールであり、該電力最適化モジュールは、複数の電力最適化モジュールブロックを含み、前記太陽光パネルは、複数の太陽光モジュールストリングを含むスプリット式電力最適化モジュールであって、
各電力最適化モジュールブロックは、
前記太陽光パネルの対応する太陽光モジュールストリングの電力出力端子に接続されるストリング接続ポートと、
正出力端子及び負出力端子を有し、前記対応する電力最適化モジュールブロックに隣接する別の電力最適化モジュールブロックの電力出力ポートに直列接続される電力出力ポートと、
前記ストリング接続ポート及び前記電力出力ポートに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングに関して最大電力点追従(MPPT)を実行するシングルチッププロセッサと、
前記電力出力ポートの前記正出力端子と前記負出力端子との間に接続されるバイパススイッチと、を備えることを特徴とする、
スプリット式電力最適化モジュール。 - 前記シングルチッププロセッサは、MPPTコントローラ、該MPPTコントローラに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングの出力電圧を検出するために、前記対応する太陽光モジュールストリングの前記正出力端子に接続される入力端子を有する電圧検知ユニット、出力端子を有するバックコンバータ、前記MPPTコントローラに接続され、前記対応する太陽光モジュールストリングの平均出力電流を取得するために、前記バックコンバータの出力端子に接続される電流検知ユニット、パルス幅変調(PWM)回路、及び電圧安定装置を含み、前記MPPTコントローラは、前記対応する太陽光モジュールストリングの前記出力電圧及び前記平均出力電流に応じて、前記対応する太陽光モジュールストリングに関してMPPTを実行し、前記PWM回路を使用して前記バックコンバータへの制御信号を調整することを特徴とする、請求項1に記載のスプリット式電力最適化モジュール。
- 前記PWM回路は、前記MPPTコントローラからのMPPTに関する計算結果に応じて、基準電圧値を生成する基準電圧ユニット、ランプ生成器、該ランプ生成器によって生成した信号を、前記基準電圧値と比較して、比較結果を生成するコンパレータ、前記比較結果に応じて、前記バックコンバータへの前記制御信号を調整するPWM論理ユニット、及び発振器を含むことを特徴とする、請求項2に記載のスプリット式電力最適化モジュール。
- 前記シングルチッププロセッサは、該シングルチッププロセッサの温度を検出する温度過昇防止ユニットを更に含み、前記検出された温度が、設定値を超える場合に、前記温度過昇防止ユニットは、前記シングルチッププロセッサが保護状態に入るように、前記バックコンバータのスイッチをオフすることを特徴とする、請求項2に記載のスプリット式電力最適化モジュール。
- 前記シングルチッププロセッサは、イネーブルコンパレータを更に含み、該イネーブルコンパレータは、前記シングルチッププロセッサのイネーブルピン及び内部電圧に其々接続される2つの入力端子、及び前記バックコンバータに接続される出力端子を有することを特徴とする、請求項2に記載のスプリット式電力最適化モジュール。
- 前記対応する太陽光モジュールストリングから出力された電力を取得し、前記電力を、安定したDC(直流)動作電力に変換するために、前記電圧安定装置は、前記対応する太陽光モジュールストリングの前記電力出力端子に、前記ストリング接続ポートを介して、接続されることを特徴とする、請求項2に記載のスプリット式電力最適化モジュール。
- 前記複数の電力最適化モジュールブロックの総数は、前記太陽光パネルの前記複数の太陽光モジュールストリングの総数に対応することを特徴とする、請求項1から請求項6のいずれかに記載のスプリット式電力最適化モジュール。
- 3個の電力最適化モジュールブロックを備え、前記太陽光パネルは、前記3個の電力最適化モジュールブロック其々に対応する3つの太陽光モジュールストリングを含むことを特徴とする、請求項7に記載のスプリット式電力最適化モジュール。
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