JPH05227678A - Solar beam power generating facility - Google Patents

Solar beam power generating facility

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Publication number
JPH05227678A
JPH05227678A JP4024906A JP2490692A JPH05227678A JP H05227678 A JPH05227678 A JP H05227678A JP 4024906 A JP4024906 A JP 4024906A JP 2490692 A JP2490692 A JP 2490692A JP H05227678 A JPH05227678 A JP H05227678A
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JP
Japan
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power
solar cell
converter
load
voltage
Prior art date
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Application number
JP4024906A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Matsukawa
満 松川
Takeshi Kobayashi
猛 小林
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.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP4024906A priority Critical patent/JPH05227678A/en
Publication of JPH05227678A publication Critical patent/JPH05227678A/en
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    • 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
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

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  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance efficiency and to reduce the cost and size of solar beam power generating facility by reducing the capacity of a converter for controlling solar cells to maximize power generation. CONSTITUTION:A series circuit of solar cells 1 and an AC/DC converter 2 is connected in parallel with a capacitor 4 for smoothing a pulsating voltage obtained from a power system 8 through a rectifier 3 and DC power is fed from the opposite ends of the capacitor 4 to an inverter 5 for driving a load. Output voltage VAD from the AC/DC converter 2 is then varied, based on the characteristics between previously measured cell temperatures of the solar cell 1 and terminal voltages for maximizing power generation, such that the terminal voltage VPV of the solar cell 1 has a value for maximizing power generation depending on the variation of cell temperature of the solar cell 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば家庭用のイン
バータ式の空気調和機（エア・コンディショナ）に電力
供給を行う太陽電池を用いた太陽光発電設備に関するも
ので、特に太陽電池から電力系統への逆潮流が発生せ
ず、逆充電も発生しない（系統連系技術要件ガイドライ
ンにて規制されている）太陽光発電設備に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar power generation facility using a solar cell for supplying power to, for example, a household inverter type air conditioner (air conditioner). It relates to solar power generation equipment that does not generate reverse power flow to the grid and does not generate reverse charging (regulated by the grid interconnection technical requirement guidelines).

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１０に従来のこの種の太陽光発電設備
の一例の概略図を示す。この太陽光発電設備は、インバ
ータ式の空気調和機への電力供給に利用したものであ
る。図１０において、５１は電力系統、５２は整流器、
５３は負荷駆動用のインバータ、５４は負荷、５５は太
陽電池、５６は直流／直流コンバータであり、このうち
整流器５２とインバータ５３と負荷５４とを合わせたも
のが、例えば家庭用のインバータ式の空気調和機を構成
する。2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a schematic view of an example of a conventional photovoltaic power generation facility of this type. This solar power generation facility is used for supplying power to an inverter type air conditioner. In FIG. 10, 51 is a power system, 52 is a rectifier,
Reference numeral 53 is a load driving inverter, 54 is a load, 55 is a solar cell, and 56 is a DC / DC converter. Of these, a combination of the rectifier 52, the inverter 53, and the load 54 is, for example, a household inverter type. Configure an air conditioner.

【０００３】この太陽光発電設備は、太陽電池５５の発
生電力ＰPV（直流／直流コンバータ５６自体の損失はな
いものと仮定し、便宜上直流／直流コンバータ５６の出
力側に記載している）を直流／直流コンバータ５６およ
びインバータ５３を介して負荷（空気調和機の場合は、
モータ）５４へ供給する。負荷５４へは、電力系統５１
からも整流器５２およびインバータ５３を介して電力Ｐ
ACが供給される。In this solar power generation facility, the power P PV generated by the solar cell 55 (assuming that there is no loss in the DC / DC converter 56 itself, is shown on the output side of the DC / DC converter 56 for convenience). Load via the DC / DC converter 56 and the inverter 53 (in the case of an air conditioner,
Motor) 54. The power system 51 is connected to the load 54.
From the rectifier 52 and the inverter 53
AC is supplied.

【０００４】図１０の設備では、負荷５４の消費電力Ｐ
LOAD（インバータ５３自体の損失はないと仮定してい
る）が太陽電池５５の発生可能最大電力より大きい場合
においては、太陽電池５５の発生電力ＰPVが負荷５４へ
供給されるが、不足電力（ＰLO AD−ＰPV）が電力系統５
１から整流器５２を介して電力ＰAC（便宜上、整流器５
２の出力側に記載している）としてインバータ５３へ供
給される。In the equipment of FIG. 10, the power consumption P of the load 54 is
When LOAD (assuming that there is no loss in the inverter 53 itself) is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell 55, the power P PV generated by the solar cell 55 is supplied to the load 54, but the power shortage ( P LO AD −P PV ) is power grid 5
1 through rectifier 52 to power P AC (for convenience, rectifier 5
2 described on the output side) to the inverter 53.

【０００５】直流／直流コンバータ５６は、太陽電池５
５から負荷５４へ電力を供給する際に、太陽電池５５の
発生電力ＰPVが最大となるように、直流／直流コンバー
タ５６の入力電圧、つまり太陽電池５５の端子電圧ＶPV
を、例えば山登り法のアルゴリズムを使用して制御す
る。また、負荷５４の消費電力ＰLOADが太陽電池５５の
発生可能最大電力より小さいときは、例えば直流／直流
コンバータ５６による制御動作を停止し、直流／直流コ
ンバータ５６の入力端と出力端との間を短絡して太陽電
池５５とインバータ５３とを直結する。The DC / DC converter 56 is used for the solar cell 5
5 when supplying power to the load 54, the input voltage of the DC / DC converter 56, that is, the terminal voltage V PV of the solar cell 55, so that the generated power P PV of the solar cell 55 becomes maximum.
Are controlled using, for example, a hill-climbing algorithm. Further, when the power consumption P LOAD of the load 54 is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 55, for example, the control operation by the DC / DC converter 56 is stopped, and the input / output terminal of the DC / DC converter 56 is disconnected. And the solar cell 55 and the inverter 53 are directly connected.

【０００６】この結果、自動的にＰLOAD＝ＰPVとなる動
作点で太陽電池５５の端子電圧ＶPVが安定することにな
る。このときに、電力系統５１から整流器５２を通して
インバータ５３へ供給される電力ＰACは零である。以上
の動作の様子を図１１に示す。図１１において、横軸が
太陽電池５５の端子電圧ＶPVを示し、縦軸が電力ＰPVお
よび電流ＩPVを示している。また、曲線Ａ 1 はあるセル
温度における太陽電池５５の端子電圧ＶPVと太陽電池５
５の発生電力ＰPVとの関係を示す特性曲線であり、曲線
Ａ2 は曲線Ａ1 に対応する太陽電池５５の端子電圧ＶPV
と太陽電池５５の出力電流ＩPVとの関係を示す特性曲線
である。As a result, PLOAD= PPVMovement
Terminal voltage V of the solar cell 55 at the pointPVWill be stable
It At this time, through the rectifier 52 from the power system 51
Electric power P supplied to the inverter 53ACIs zero. that's all
FIG. 11 shows the state of the operation. In FIG. 11, the horizontal axis is
Terminal voltage V of solar cell 55PVAnd the vertical axis represents the power PPVOh
And current IPVIs shown. Also, curve A 1Is a cell
Terminal voltage V of solar cell 55 at temperaturePVAnd solar cell 5
Generated power P of 5PVIs a characteristic curve showing the relationship with
A2Is curve A1Terminal voltage V of the solar cell 55 corresponding toPV
And the output current I of the solar cell 55PVCharacteristic curve showing the relationship with
Is.

【０００７】また、破線Ａ3 は太陽電池５５の発生可能
最大電力より大きい負荷５４の消費電力ＰLOAD1 を示
し、破線Ａ4 は太陽電池５５の発生可能最大電力より小
さい負荷５４の消費電力ＰLOAD2 を示している。太陽電
池５５の発生可能最大電力より負荷５４の消費電力Ｐ
LOAD1 が大きい場合、セル温度の変化等によって、曲線
Ａ1 におけるピークを示す太陽電池５５の端子電圧ＶPV
が変化したとしても、直流／直流コンバータ５６の入力
電圧制御機能により太陽電池５５の端子電圧ＶPVが常に
曲線Ａ1 のピークに対応する端子電圧ＶPV(MAX) となる
ように制御される。The broken line A 3 shows the power consumption P LOAD1 of the load 54 which is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell 55, and the broken line A 4 is the power consumption P LOAD2 of the load 54 which is smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 55. Is shown. The power consumption P of the load 54 is greater than the maximum power that can be generated by the solar cell 55.
When LOAD1 is large, the terminal voltage V PV of the solar cell 55 showing a peak in the curve A 1 due to changes in cell temperature and the like.
, The terminal voltage V PV of the solar cell 55 is always controlled to be the terminal voltage V PV (MAX) corresponding to the peak of the curve A 1 by the input voltage control function of the DC / DC converter 56.

【０００８】電力ＰPV1 はこのときの太陽電池５５の分
担電力で、電力ＰAC1 は電力系統５１の分担電力であ
る。つまり、動作点Ｘ1 上で太陽光発電設備が動作す
る。また、太陽電池５５の発生可能最大電力より負荷５
４の消費電力ＰLOAD2 が小さい場合、例えば直流／直流
コンバータ５６の制御動作を停止し、その入出力端間を
短絡することにより、ＰLOAD2 ＝ＰPV2 となる点で安定
する。つまり、動作点Ｘ2 上で太陽光発電設備が動作す
る。The power P PV1 is the shared power of the solar cell 55 at this time, and the power P AC1 is the shared power of the power system 51. That is, the photovoltaic power generation facility operates on the operating point X 1 . In addition, the load 5 is greater than the maximum power that can be generated by the solar cell 55.
When the power consumption P LOAD2 of No. 4 is small, for example, the control operation of the DC / DC converter 56 is stopped and its input and output terminals are short-circuited to stabilize P LOAD2 = P PV2 . That is, the photovoltaic power generation facility operates on the operating point X 2 .

【０００９】直流／直流コンバータ５６の制御動作の切
替は、例えば負荷５４の消費電力Ｐ LOAD2 が太陽電池５
５の発生電力より大きいかどうかの判定結果に基づいて
行う。Switching off the control operation of the DC / DC converter 56
The replacement is, for example, the power consumption P of the load 54. LOAD2Solar cell 5
Based on the judgment result of whether it is larger than the generated power of 5
To do.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このような太陽光発電
設備は、直流／直流コンバータ５６が制御する電力は最
大で、太陽電池５５の発生可能な最大電力となり、イン
バータ５３と外形，損失が同程度になる可能性があり、
設備全体として効率低下、コスト高、外形寸法が大にな
るなどの問題があった。In such a photovoltaic power generation facility, the power controlled by the DC / DC converter 56 is the maximum, and the maximum power that can be generated by the solar cell 55, and the external shape and loss are the same as those of the inverter 53. Can be about
There were problems such as reduced efficiency, higher cost, and larger external dimensions for the entire equipment.

【００１１】したがって、この発明の目的は、太陽電池
の発生電力を最大に制御するためのコンバータの容量を
小さくし、効率向上、低コスト化、小型化を図ることが
できる太陽光発電設備を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a photovoltaic power generation facility capable of reducing the capacity of a converter for controlling the generated electric power of a solar cell to the maximum and improving efficiency, cost reduction and miniaturization. It is to be.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明の太陽光発電設
備は、太陽電池と交流／直流コンバータとの直列回路を
電力系統から整流器を介して得られる脈動電圧を平滑す
るコンデンサに並列接続し、コンデンサの両端から負荷
駆動用のインバータに直流電力を供給している。In the photovoltaic power generation equipment of the present invention, a series circuit of a solar cell and an AC / DC converter is connected in parallel with a capacitor for smoothing a pulsating voltage obtained from a power system via a rectifier, DC power is supplied from both ends of the capacitor to the load drive inverter.

【００１３】そして、予め測定した太陽電池のセル温度
と発生電力が最大となる端子電圧との特性に基づき、太
陽電池のセル温度の変化に対応して太陽電池の端子電圧
が発生電力が最大となる値をとるように交流／直流コン
バータの出力電圧を制御する。Then, based on the characteristics of the cell temperature of the solar cell and the terminal voltage at which the generated power becomes maximum, the terminal voltage of the solar cell at the maximum generated power corresponds to the change in the cell temperature of the solar cell. The output voltage of the AC / DC converter is controlled so as to take the following value.

【００１４】[0014]

【作用】この発明の構成によれば、太陽電池と直列に交
流／直流コンバータを接続してコンデンサに並列接続し
たことにより、コンデンサの端子電圧を太陽電池と交流
／直流コンバータとで分割することになる。コンデンサ
の端子電圧は電力系統の電圧により決まっており、交流
／直流コンバータの出力電圧を変化させることで太陽電
池の端子電圧を変化させることができる。According to the structure of the present invention, the terminal voltage of the capacitor is divided between the solar cell and the AC / DC converter by connecting the AC / DC converter in series with the solar cell and connecting the capacitor in parallel. Become. The terminal voltage of the capacitor is determined by the voltage of the power system, and the terminal voltage of the solar cell can be changed by changing the output voltage of the AC / DC converter.

【００１５】したがって、太陽電池のセル温度が変化し
て最大電力を発生する端子電圧の値が変化したときに、
予め測定した太陽電池のセル温度と発生電力が最大とな
る端子電圧との特性に基づき太陽電池のセル温度の変化
に対応して太陽電池の端子電圧が発生電力が最大となる
値をとるように交流／直流コンバータの出力電圧を変化
させることにより、セル温度の変化にかかわらず太陽電
池の端子電圧を発生電力が最大となる電圧値にすること
ができる。Therefore, when the cell temperature of the solar cell changes and the value of the terminal voltage for generating maximum power changes,
Based on the characteristics of the pre-measured solar cell temperature and the terminal voltage that maximizes the generated power, the terminal voltage of the solar cell takes a value that maximizes the generated power in response to changes in the solar cell temperature. By changing the output voltage of the AC / DC converter, the terminal voltage of the solar cell can be set to a voltage value that maximizes the generated power regardless of the change in the cell temperature.

【００１６】この状態で太陽電池の発生電力と交流／直
流コンデンサの発生電力とがインバータを通して負荷に
供給され、不足電力は電力系統から供給される。この
際、交流／直流コンバータの発生電圧は、予想されるセ
ル温度の変化範囲内において、セル温度の変化に伴って
最大電力を発生する太陽電池の端子電圧の値の変化に追
従可能な電圧を出力できればよく、その最大値は太陽電
池の端子電圧に比べて小さいので、交流／直流コンバー
タの分担電力も太陽電池に比べて小さくてよい。In this state, the power generated by the solar cell and the power generated by the AC / DC capacitor are supplied to the load through the inverter, and the power shortage is supplied from the power system. At this time, the voltage generated by the AC / DC converter is a voltage that can follow the change in the value of the terminal voltage of the solar cell that generates the maximum power with the change in the cell temperature within the expected change range of the cell temperature. It suffices if it can be output, and its maximum value is smaller than the terminal voltage of the solar cell, so the shared power of the AC / DC converter may be smaller than that of the solar cell.

【００１７】したがって、太陽電池の発生電力を最大に
制御するための交流／直流コンバータの容量を小さく
し、効率向上、低コスト化、小型化を図ることができ
る。また、太陽電池の端子電圧を発生電力が最大となる
電圧値にするための制御が、予め測定した太陽電池のセ
ル温度と発生電力が最大となる端子電圧との特性に基づ
き、太陽電池のセル温度の変化に対応して交流／直流コ
ンバータの出力電圧を変化させるだけでよく、高速の制
御動作は不要で制御回路を簡単化することができる。Therefore, it is possible to reduce the capacity of the AC / DC converter for controlling the generated electric power of the solar cell to the maximum and to improve the efficiency, reduce the cost and downsize. Further, control for setting the terminal voltage of the solar cell to a voltage value at which the generated power becomes maximum is based on the characteristics of the cell temperature of the solar cell and the terminal voltage at which the generated power becomes maximum, based on the characteristics of the solar cell cell. It is only necessary to change the output voltage of the AC / DC converter in response to the change in temperature, and a high-speed control operation is unnecessary, and the control circuit can be simplified.

【００１８】[0018]

【実施例】この発明の一実施例を図１ないし図９に基づ
いて説明する。この太陽光発電設備は、図１に示すよう
に、太陽電池１と電力系統８より絶縁トランス１６を介
して電力供給を受ける出力可変型の交流／直流コンバー
タ２との直列回路を、電力系統８から絶縁トランス１７
および整流器３を介して得られる脈動電圧を平滑する電
解コンデンサ等の大容量のコンデンサ（電圧変動を極力
少なくする）４に並列接続し、コンデンサ４の両端から
インバータ５を介して負荷（空気調和機ではモータ）６
へ電力を供給している。この負荷６とインバータ５とコ
ンデンサ４と整流器３とが、例えば家庭用のインバータ
式の空気調和機を構成することになるが、適用設備とし
ては上記空気調和機に限らない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, this solar power generation facility includes a series circuit of a solar cell 1 and an output variable type AC / DC converter 2 which receives power from an electric power system 8 via an insulating transformer 16, and a series circuit Isolation transformer 17
And a large-capacity capacitor (which minimizes voltage fluctuations) 4 such as an electrolytic capacitor that smoothes the pulsating voltage obtained via the rectifier 3, and a load (air conditioner from both ends of the capacitor 4 via the inverter 5). Then the motor) 6
Is supplying power to. The load 6, the inverter 5, the capacitor 4, and the rectifier 3 constitute, for example, a home-use inverter type air conditioner, but the applicable equipment is not limited to the air conditioner.

【００１９】太陽電池１は、端子電圧がＶPVであり、発
生電力がＰPVである。交流／直流コンバータ２は、例え
ば図２に示すように、ブリッジ接続した４個のスイッチ
ング素子Ｇ1 〜Ｇ4 とそれらに各々逆並列接続したダイ
オードＱ1 〜Ｑ4 からなる回路構成であり、電力系統８
から交流電力が供給されて、直流電力ＰADを出力し、そ
のときの出力電圧はＶADである。The solar cell 1 has a terminal voltage of V PV and a generated power of P PV . AC / DC converter 2, for example, as shown in FIG. 2 is a circuit configuration composed of diode Q 1 to Q 4 in which the four switching elements G 1 ~G 4 which bridge-connected to each antiparallel connected thereto, power Line 8
The AC power is supplied from the AC power supply to output the DC power P AD, and the output voltage at that time is V AD .

【００２０】太陽電池１および交流／直流コンバータ２
の直列回路には、逆流阻止ダイオード１４を通して電流
ＩPVが流れる。この場合、太陽電池１と直列に交流／直
流コンバータ２を接続してコンデンサ４に並列接続した
ことにより、コンデンサ４の端子電圧ＶDCを太陽電池１
と交流／直流コンバータ２とで分割することになる。コ
ンデンサ４の端子電圧ＶDCは電力系統８の電圧により決
まっており、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADを
変化させることで、太陽電池の端子電圧ＶPVを変化させ
ることができる。Solar cell 1 and AC / DC converter 2
A current I PV flows through the reverse current blocking diode 14 in the series circuit of. In this case, the AC / DC converter 2 is connected in series with the solar cell 1 and is connected in parallel with the capacitor 4, so that the terminal voltage V DC of the capacitor 4 can be changed.
And the AC / DC converter 2 will be divided. The terminal voltage V DC of the capacitor 4 is determined by the voltage of the power system 8, and the terminal voltage V PV of the solar cell can be changed by changing the output voltage V AD of the AC / DC converter 2.

【００２１】したがって、太陽電池１のセル温度が変化
して最大電力を発生する端子電圧Ｖ PVの値が変化したと
きに、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADを変化さ
せることにより、太陽電池１の端子電圧ＶPVを発生電力
ＰPVが最大となる電圧値にすることができる。整流器３
からコンデンサ４へは電力ＰD ，電流ＩD が供給される
が、この電力ＰD の供給を遮断するスイッチ９が整流器
３からコンデンサ４への給電路に挿入されている。スイ
ッチ９がオンのとき、コンデンサ４の端子電圧はＶDCと
なる。Therefore, the cell temperature of the solar cell 1 changes.
Terminal voltage V for generating maximum power PVWhen the value of changes
The output voltage V of the AC / DC converter 2ADChanged
The terminal voltage V of the solar cell 1PVGenerate power
PPVCan be set to a maximum voltage value. Rectifier 3
From the capacitor to the capacitor 4 power PD, Current IDIs supplied
But this power PDSwitch 9 that shuts off the supply of electricity
It is inserted in the power feeding path from 3 to the capacitor 4. Sui
When the switch 9 is on, the terminal voltage of the capacitor 4 is VDCWhen
Become.

【００２２】また、この太陽光発電設備には、太陽電池
１の端子電圧ＶPVを検出する電圧センサ１０と、太陽電
池１および交流／直流コンバータ２の直列回路を流れる
電流ＩPVを検出する電流センサ１１と、負荷電圧ＶLOAD
を検出する電圧センサ１２と、負荷電流ＩLOADを検出す
る電流センサ１３と、太陽電池１のセル温度を検出する
温度センサ１５とが設けられている。また、交流／直流
コンバータ２の出力電圧ＶADを検出する電圧センサ１８
と、コンデンサ４の端子電圧ＶDCを検出する電圧センサ
１９とが設けられている。Further, in this solar power generation facility, a voltage sensor 10 for detecting the terminal voltage V PV of the solar cell 1 and a current I PV for detecting a current I PV flowing through a series circuit of the solar cell 1 and the AC / DC converter 2 are provided. Sensor 11 and load voltage V LOAD
There is provided a voltage sensor 12 that detects the load current, a current sensor 13 that detects the load current I LOAD , and a temperature sensor 15 that detects the cell temperature of the solar cell 1. Further, the voltage sensor 18 for detecting the output voltage V AD of the AC / DC converter 2
And a voltage sensor 19 for detecting the terminal voltage V DC of the capacitor 4.

【００２３】さらに、太陽電池１の端子電圧ＶPVと電流
ＩPVと交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADとコンデ
ンサ４の端子電圧ＶDCと負荷電圧ＶLOADと負荷電流Ｉ
LOADとセル温度ＴCELL（℃）に基づいてＶAD指令値を交
流／直流コンバータ２に与えることにより、交流／直流
コンバータ２の出力電圧ＶADを制御するとともに、スイ
ッチ９のオンオフを制御する制御部７が設けられてい
る。Further, the terminal voltage V PV and the current I PV of the solar cell 1, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2, the terminal voltage V DC of the capacitor 4, the load voltage V LOAD and the load current I
By giving a V AD command value to the AC / DC converter 2 based on LOAD and the cell temperature T CELL (° C.), the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is controlled, and the on / off control of the switch 9 is controlled. A section 7 is provided.

【００２４】この制御部７は、予め測定（太陽電池モジ
ュールのサンプル試験で測定する）した太陽電池１のセ
ル温度ＴCELLと発生電力ＰPVが最大となる端子電圧（以
下、最大出力点電圧と記す）ＶPV（Ｍ）との特性（図３
参照）を示すテーブルを内蔵してあり、このテーブルを
参照しながら太陽電池１のセル温度ＴCELLの変化に対応
して太陽電池１の端子電圧ＶPVが最大出力点電圧Ｖ
PV（Ｍ）をとるように交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶADを変化させる機能を有している。The control unit 7 controls the terminal voltage (hereinafter referred to as the maximum output point voltage) at which the cell temperature T CELL of the solar cell 1 and the generated power P PV measured in advance (measured in a sample test of the solar cell module) are maximum. Note) Characteristics with V PV (M) (Fig. 3
(Refer to FIG. 4) is built in, and the terminal voltage V PV of the solar cell 1 corresponds to the change of the cell temperature T CELL of the solar cell 1 while referring to this table, and the maximum output point voltage V PV
It has a function of changing the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 so as to take PV (M).

【００２５】図４は、セル温度を一定にして、日射量を
変えたときの太陽電池の端子電圧Ｖ PVと発生電力ＰPVと
の関係を示し、曲線Ｃ1 は日射量が最も少ない場合で、
曲線Ｃ2 は日射量が２番目に少ない場合で、曲線Ｃ3 は
日射量が最も多い場合を示している。図５は、日射量を
一定にして、セル温度を変えたときの太陽電池の端子電
圧Ｖ PVと発生電力ＰPVとの関係を示し、曲線Ｄ1 はセル
温度が最も低い場合で、曲線Ｄ2 はセル温度が２番目に
低い場合で、曲線Ｄ3 はセル温度が最も高い場合を示し
ている。FIG. 4 shows the amount of solar radiation with the cell temperature kept constant.
Terminal voltage V of the solar cell when changed PVAnd generated power PPVWhen
And the curve C1Is when the amount of solar radiation is the smallest,
Curve C2Is the case where the amount of solar radiation is the second smallest, curve C3Is
The case where the amount of solar radiation is the highest is shown. Figure 5 shows the amount of solar radiation
The terminal voltage of the solar cell when the cell temperature is changed while keeping it constant
Pressure V PVAnd generated power PPVAnd the curve D1Is a cell
Curve D at the lowest temperature2Has the second cell temperature
Curve D at low3Indicates the highest cell temperature
ing.

【００２６】図４から、セル温度を一定にして日射量を
変化させると、発生電力ＰPVの大きさは変化するが、発
生電力ＰPVが最大となる端子電圧ＶPVの値は変化しない
ということが判る。また、図５から日射量を一定にして
セル温度を変えると、発生電力ＰPVの大きさが変化し、
かつ発生電力ＰPVが最大となる端子電圧ＶPVの値が変化
することが判る。From FIG. 4, when the amount of solar radiation is changed with the cell temperature kept constant, the magnitude of the generated power P PV changes, but the value of the terminal voltage V PV at which the generated power P PV becomes maximum does not change. I understand. Further, when the cell temperature is changed while keeping the amount of solar radiation constant from FIG. 5, the magnitude of the generated power P PV changes,
Moreover, it can be seen that the value of the terminal voltage V PV at which the generated power P PV becomes maximum changes.

【００２７】上記のように、太陽電池１のセル温度Ｔ
CELLと最大出力点電圧ＶPV（Ｍ）との特性を予め測定
し、この特性に基づいて交流／直流コンバータ２の出力
電圧ＶADを制御することで、セル温度ＴCELLの変化にか
かわらず太陽電池１の発生電力Ｐ PVを最大にすることが
できるのは、セル温度が一定であれば発生電力ＰPVが最
大となる端子電圧ＶPVの値は変化しないからである。As described above, the cell temperature T of the solar cell 1
CELLAnd the maximum output voltage VPVMeasure the characteristics with (M) in advance
Then, based on this characteristic, the output of the AC / DC converter 2
Voltage VADBy controlling the cell temperature TCELLTo change
Electric power P generated by the solar cell 1 PVCan be maximized
It is possible to generate power P if the cell temperature is constant.PVIs the most
High terminal voltage VPVThis is because the value of does not change.

【００２８】つまり、発生電力ＰPVが最大となる端子電
圧ＶPVの値がセル温度ＴCELLにのみ依存するからであ
る。なお、交流／直流コンバータ２は、制御部７から与
えられるＶAD指令値に基づき、出力電圧ＶADがＶAD指令
値に対応した値となるように出力電圧ＶADを追従制御す
ることになる。[0028] That is, the value of the generated power P PV is the maximum terminal voltage V PV is because depends only on the cell temperature T CELL. Note that the AC / DC converter 2 follows and controls the output voltage V AD based on the V AD command value given from the control unit 7 so that the output voltage V AD becomes a value corresponding to the V AD command value. ..

【００２９】制御部７では、負荷６の消費電力ＰLOADが
太陽電池１の発生可能最大電力と交流／直流コンバータ
２の発生電力ＰADとの和より大きい場合において、スイ
ッチ９をオンにし、太陽電池１の発生電力ＰPVが最大と
なるように交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADを変
化させる。具体的には、太陽電池１のセル温度ＴCELLが
変化して最大出力点電圧ＶPV（Ｍ）が変化したときに、
予め測定した太陽電池１のセル温度ＴCELLと発生電力が
最大出力点電圧ＶPV（Ｍ）との特性に基づき、太陽電池
１のセル温度ＴCELLの変化に対応して最大出力点電圧Ｖ
PV（Ｍ）をとるように交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶADを変化させることにより、セル温度ＴCELLの変化
にかかわらず太陽電池１の端子電圧ＶPVを最大出力点電
圧ＶPV（Ｍ）にする。In the control unit 7, when the power consumption P LOAD of the load 6 is larger than the sum of the maximum power that can be generated by the solar cell 1 and the power generated by the AC / DC converter 2, P AD , the switch 9 is turned on and the The output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is changed so that the generated power P PV of the battery 1 becomes maximum. Specifically, when the cell temperature T CELL of the solar cell 1 changes and the maximum output point voltage V PV (M) changes,
Based on the characteristics of the cell temperature T CELL of the solar cell 1 measured beforehand and the generated power of the maximum output point voltage V PV (M), the maximum output point voltage V corresponding to the change of the cell temperature T CELL of the solar cell 1
By changing the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 so as to obtain PV (M), the terminal voltage V PV of the solar cell 1 is changed to the maximum output point voltage V PV (M regardless of the change in the cell temperature T CELL. ).

【００３０】この際、交流／直流コンバータ２の出力電
圧ＶADは、予想されるセル温度の変化範囲内において、
太陽電池１のセル温度の変化に伴って最大電力を発生す
る端子電圧ＶPVの値の変化に追従可能な電圧を出力でき
ればよく、その最大値は太陽電池１の端子電圧ＶPVに比
べて小さいので、交流／直流コンバータ２の分担電力Ｐ
ADも太陽電池１に比べて小さくてよい。At this time, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is within the expected change range of the cell temperature.
It suffices to be able to output a voltage that can follow the change in the value of the terminal voltage V PV that generates the maximum power with the change in the cell temperature of the solar cell 1, and the maximum value is smaller than the terminal voltage V PV of the solar cell 1. Therefore, the shared power P of the AC / DC converter 2
The AD may be smaller than the solar cell 1.

【００３１】したがって、太陽電池１の発生電力ＰPVを
最大に制御するための交流／直流コンバータ２の容量を
小さくし、効率向上、低コスト化、小型化を図ることが
できる。上記交流／直流コンバータ２の出力電圧は、一
般的に使用時に予想される最高のセル温度において太陽
電池１が最大電力を発生する端子電圧の１０％〜１５％
程度であり、さらに交流／直流コンバータ２の出力電流
は太陽電池１の出力電流と同じになるため、最大電力制
御を行う際の交流／直流コンバータ２の出力容量は、太
陽電池容量（最大）の１０％〜１５％でよい。したがっ
て、交流／直流コンバータ２は、従来例の直流／直流コ
ンバータ５６に比べて小形で、低損失である。Therefore, the capacity of the AC / DC converter 2 for controlling the generated power P PV of the solar cell 1 to the maximum can be reduced, and the efficiency can be improved, the cost can be reduced, and the size can be reduced. The output voltage of the AC / DC converter 2 is generally 10% to 15% of the terminal voltage at which the solar cell 1 generates the maximum power at the highest cell temperature expected during use.
Since the output current of the AC / DC converter 2 is the same as the output current of the solar cell 1, the output capacity of the AC / DC converter 2 when performing maximum power control is equal to the solar cell capacity (maximum). It may be 10% to 15%. Therefore, the AC / DC converter 2 is smaller and has lower loss than the DC / DC converter 56 of the conventional example.

【００３２】さらに、従来例の直流／直流コンバータ５
６の出力容量は、１０〜１５ｋＶＡ程度が製作限界であ
るため、太陽光発電設備も１０〜１５ｋＷ程度までの容
量のものにしか適用できなかったが、交流／直流コンバ
ータ２では、サイリスタの位相制御を用いると、出力容
量を直流／直流コンバータ５６に比べて大きいものが得
られ、それが太陽電池の容量の１０％〜１５％程度に相
当すればよいので、太陽光発電設備としては、ビルの発
電設備等、大容量のシステムにも適用が可能である。Further, the DC / DC converter 5 of the conventional example is used.
The output capacity of No. 6 is limited to about 10 to 15 kVA, so the solar power generation equipment can be applied only to the capacity of about 10 to 15 kW. However, in the AC / DC converter 2, the phase control of the thyristor is performed. When using, a large output capacity is obtained as compared with the DC / DC converter 56, and it suffices that the output capacity corresponds to about 10% to 15% of the capacity of the solar cell. It can also be applied to large capacity systems such as power generation equipment.

【００３３】なお、絶縁トランス１５の巻数比（１次：
２次）は、電力系統８を接続した状態におけるコンデン
サ４の端子電圧ＶDCが以下のようになるように決定す
る。つまり、太陽電池１は、セル温度が低くなるにつれ
て最大電力を発生する端子電圧ＶPVの値が高くなる特性
を有するので、電力系統８を接続した状態で太陽電池１
の使用時に予想される最低のセル温度において最大電力
を発生する端子電圧ＶPVの値の近辺に設定（充電）され
る。The winding ratio of the insulating transformer 15 (primary:
Secondary) is determined so that the terminal voltage V DC of the capacitor 4 in the state where the power system 8 is connected is as follows. That is, since the solar cell 1 has a characteristic that the value of the terminal voltage V PV that generates the maximum power increases as the cell temperature decreases, the solar cell 1 with the power system 8 connected.
Is set (charged) near the value of the terminal voltage V PV that generates the maximum power at the lowest cell temperature expected during use.

【００３４】このとき、交流／直流コンバータ２は、太
陽電池１のセル温度が高くなって最大電力を発生する端
子電圧ＶPVの値が低くなるにつれて出力電圧ＶADを上昇
させることになる。なお、交流／直流コンバータ２は、
電力系統８への逆潮流を防止するために、負極性の電圧
は発生しないように構成されている。At this time, the AC / DC converter 2 raises the output voltage V AD as the cell temperature of the solar battery 1 rises and the value of the terminal voltage V PV for generating the maximum power decreases. The AC / DC converter 2 is
In order to prevent reverse power flow to the electric power system 8, a negative voltage is not generated.

【００３５】また、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池
１の発生可能最大電力と交流／直流コンバータ２の発生
電力ＰADとの和より大きい場合より小さい場合には、交
流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADを零に設定し、ス
イッチ９をオフにする。このように設定すると、電力系
統８がコンデンサ４から切り離され、太陽電池１がコン
デンサ４に直結されたのと等価な状態となり、負荷６の
消費電力ＰLOADの変化に従ってコンデンサ４の端子電圧
ＶDC（＝太陽電池１の電圧ＶPV）が変化することにな
り、結局コンデンサ４の端子電圧ＶDCつまり太陽電池１
の電圧ＶPVは、太陽電池１の電力ＰPVと負荷６の消費電
力ＰLOADとが等しくなる動作点で安定することになる。If the power consumption P LOAD of the load 6 is larger than the sum of the maximum power that can be generated by the solar cell 1 and the power P AD generated by the AC / DC converter 2, it is smaller than that of the AC / DC converter 2. The output voltage V AD is set to zero and the switch 9 is turned off. With this setting, the power system 8 is disconnected from the capacitor 4 and the solar cell 1 is in a state equivalent to being directly connected to the capacitor 4, and the terminal voltage V DC of the capacitor 4 changes according to the change in the power consumption P LOAD of the load 6. (= Voltage V PV of the solar cell 1) changes, and eventually the terminal voltage V DC of the capacitor 4, that is, the solar cell 1
Voltage V PV of, becomes stable at the operation point where the power consumption P LOAD of the power P PV and the load 6 of the solar cell 1 becomes equal.

【００３６】なお、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池
１の発生可能最大電力と交流／直流コンバータ２の発生
電力ＰADとの和より大きいか小さいかの判定は、電圧セ
ンサ１０，１８から得た電圧ＶPV，ＶADおよび電流セン
サ１１から得た電流ＩPVから太陽電池１の現発生電力Ｐ
PVおよび交流／直流コンバータ２の発生電力ＰADを求
め、電圧センサ１２から得た負荷電圧ＶLOADと電流セン
サ１３から得た負荷電流ＩLOADとから現在の負荷６の消
費電力ＰLOADを求め、両者を比較することで実現でき
る。It is to be noted from the voltage sensors 10 and 18 whether the power consumption P LOAD of the load 6 is larger or smaller than the sum of the maximum power that can be generated by the solar cell 1 and the power P AD generated by the AC / DC converter 2. The current generated power P of the solar cell 1 from the obtained voltages V PV and V AD and the current I PV obtained from the current sensor 11.
The generated power P AD of the PV and AC / DC converter 2 is obtained, and the current power consumption P LOAD of the load 6 is obtained from the load voltage V LOAD obtained from the voltage sensor 12 and the load current I LOAD obtained from the current sensor 13, This can be achieved by comparing the two.

【００３７】このように、負荷６の消費電力ＰLOADと太
陽電池１の発生可能最大電力および交流／直流コンバー
タ２の発生電力ＰADの和との比較を、太陽電池１の現発
生電力ＰPVおよび交流／直流コンバータ２の発生電力Ｐ
ADの和と負荷６の消費電力Ｐ LOADとの比較に代えること
ができるのは、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池１の
発生可能最大電力および交流／直流コンバータ２の発生
電力ＰADの和より大きい場合において太陽電池１の発生
電力ＰPVが常に最大になるように制御されるからであ
る。Thus, the power consumption P of the load 6LOADAnd Tai
Maximum power that can be generated by positive battery 1 and AC / DC converter
Generated power P of data 2ADComparison with the sum of
Raw power PPVAnd the power P generated by the AC / DC converter 2
ADAnd the power consumption P of the load 6 LOADSubstitute for comparison with
Can be achieved by the power consumption P of the load 6LOADOf solar cell 1
Maximum power that can be generated and generation of AC / DC converter 2
Electric power PADGeneration of solar cell 1 when the sum is greater than
Electric power PPVIs always controlled so that
It

【００３８】ここで、図１における制御動作について、
図６ないし図８を参照しながら説明する。図６は、高低
２つのセル温度における太陽電池１の端子電圧ＶPVと太
陽電池１の発生電力ＰPVの特性および低セル温度におけ
る太陽電池１の端子電圧ＶPVと出力電流ＩPVの特性を示
し、曲線Ｂ1 は低セル温度時の太陽電池１の端子電圧Ｖ
PVと太陽電池１の発生電力ＰPVの特性曲線であり、曲線
Ｂ2 は高セル温度時の太陽電池１の端子電圧ＶPVと太陽
電池１の発生電力ＰPVの特性曲線（曲線Ｂ1 と日射条件
が同じ）であり、曲線Ｂ3 は高セル温度時の太陽電池１
の端子電圧ＶPVと太陽電池１の出力電流ＩPVの特性曲線
である。Here, regarding the control operation in FIG.
This will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. 6 shows the characteristics of the terminal voltage V PV of the solar cell 1 and the generated power P PV of the solar cell 1 at two high and low cell temperatures, and the characteristics of the terminal voltage V PV and the output current I PV of the solar cell 1 at low cell temperatures. The curve B 1 shows the terminal voltage V of the solar cell 1 at a low cell temperature.
PV is the characteristic curve of the generated power P PV of the solar cell 1, and the curve B 2 is the characteristic curve of the terminal voltage V PV of the solar cell 1 at the time of high cell temperature and the generated power P PV of the solar cell 1 (curve B 1 and The solar radiation is the same), and the curve B 3 is the solar cell 1 at high cell temperature.
3 is a characteristic curve of the terminal voltage V PV and the output current I PV of the solar cell 1.

【００３９】この図６は、負荷６の消費電力ＰLOADが太
陽電池１の発生可能最大電力および交流／直流コンバー
タ２の発生電力ＰADの和より大きい状態を示し、使用時
に予想される最も低いセル温度（図６では低セル温度の
曲線Ｂ1 ）において、発生電力ＰPVが最大となるときの
太陽電池１の端子電圧ＶPVに略一致するように、電力系
統８の接続時のコンデンサ４の端子電圧をＶDC1 と設定
し、セル温度が高い状態（例えば曲線Ｂ2 の状態）にお
いて、制御部７による制御によって、太陽電池１の端子
電圧ＶPV1 が曲線Ｂ2 におけるピークに対応する電圧値
とするために交流／直流コンバータ２の出力電圧をＶ
AD1 となるように制御した状態を示している。FIG. 6 shows a state in which the power consumption P LOAD of the load 6 is larger than the sum of the maximum power that can be generated by the solar cell 1 and the power P AD that is generated by the AC / DC converter 2, and is the lowest expected during use. At the cell temperature (curve B 1 of the low cell temperature in FIG. 6), the capacitor 4 at the time of connection of the power system 8 is substantially matched with the terminal voltage V PV of the solar cell 1 when the generated power P PV becomes maximum. The terminal voltage V PV1 of the solar cell 1 corresponds to the peak of the curve B 2 under the control of the control unit 7 when the cell voltage is set to V DC1 and the cell temperature is high (for example, the state of the curve B 2 ). Output voltage of the AC / DC converter 2 to V
It shows a state in which it is controlled to be AD1 .

【００４０】このときの太陽電池１の端子電圧Ｖ
PV1 は、Terminal voltage V of the solar cell 1 at this time
PV1 is

【００４１】[0041]

【数１】ＶPV1 ＝ＶDC1 −ＶAD1 で表され、太陽電池１が分担する電力ＰPV1 は、太陽電
池１を流れる電流をＩPV 1 としたときに、[ Equation 1] V PV1 = V DC1 −V AD1 , and the electric power P PV1 shared by the solar cell 1 is I PV 1 when the current flowing through the solar cell 1 is I PV 1 .

【００４２】[0042]

【数２】ＰPV1 ＝ＩPV1 ・ＶPV1 となる。また、交流／直流コンバータ２および電力系統
８が分担する電力（ＰAD 1 ＋ＰD1）は、[ Formula 2] P PV1 = I PV1 · V PV1 . Further, the electric power (P AD 1 + P D1 ) shared by the AC / DC converter 2 and the electric power system 8 is

【００４３】[0043]

【数３】 （ＰAD1 ＋ＰD1）＝ＩPV1 ・ＶAD1 ＋ＩD1・ＶDC1 となる。また、負荷６の消費電力ＰLOADは、[ Formula 3] (P AD1 + P D1 ) = I PV1 · V AD1 + I D1 · V DC1 The power consumption P LOAD of the load 6 is

【００４４】[0044]

【数４】ＰLOAD＝ＶDC1 ・（ＩPV1 ＋ＩD1） となる。セル温度が変化して曲線Ｂ2 のピークが変化す
れば、それに応じて自動的に交流／直流コンバータ２の
出力電圧ＶAD1 も変化することになる。[ Formula 4] P LOAD = V DC1 · (I PV1 + I D1 ). If the cell temperature changes and the peak of the curve B 2 changes, the output voltage V AD1 of the AC / DC converter 2 automatically changes accordingly.

【００４５】上記のように、交流／直流コンバータ２の
制御を行っている際に、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽
電池１の発生可能最大電力および交流／直流コンバータ
２の発生電力ＰADの和より小さくなると、つまり負荷６
の消費電力ＰLOADが現在の太陽電池１の発生電力ＰPVお
よび交流／直流コンバータ２の発生電力ＰADの和よりも
小さくなると、制御部７の出力により、交流／直流コン
バータ２の出力電圧Ｖ ADが零となるように制御されると
ともに、スイッチ９がオフになる。As described above, the AC / DC converter 2
The power consumption P of the load 6 during the controlLOADThe sun
Maximum power that can be generated by battery 1 and AC / DC converter
2 generated power PADIs smaller than the sum of, that is, load 6
Power consumption PLOADIs the current generated power P of the solar cell 1.PVOh
And the power P generated by the AC / DC converter 2ADThan the sum of
When it becomes smaller, the output of the control unit 7 causes the AC / DC converter to
Output voltage V of burner 2 ADIs controlled to be zero
In both cases, the switch 9 is turned off.

【００４６】図７および図８は、負荷６の消費電力Ｐ
LOADが太陽電池１の発生可能最大電力より小さくなっ
て、スイッチ９をオフとし、かつ交流／直流コンバータ
２の出力電圧ＶADが零となるように制御された場合の太
陽電池１の端子電圧ＶPVと発生電力ＰPVを示している。
図７は、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池１の発生可
能最大電力よりかなり小さく、安定動作時におけるコン
デンサ４の端子電圧ＶDC2 が電力系統８の接続時（スイ
ッチ９のオン時）のコンデンサ４の端子電圧ＶDC1 より
高くなっている状態を示している。7 and 8 show the power consumption P of the load 6.
The terminal voltage V of the solar cell 1 when LOAD becomes smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 1, the switch 9 is turned off, and the output voltage V AD of the AC / DC converter 2 is controlled to be zero PV and generated power P PV are shown.
In FIG. 7, the power consumption P LOAD of the load 6 is considerably smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 1, and the terminal voltage V DC2 of the capacitor 4 during stable operation is when the power system 8 is connected (when the switch 9 is on). A state is shown in which the voltage is higher than the terminal voltage V DC1 of the capacitor 4.

【００４７】図８は、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電
池１の発生可能最大電力よりやや小さく、安定動作時に
おけるコンデンサ４の端子電圧ＶDC3 が電力系統８の接
続時（スイッチ９のオン時）のコンデンサ４の端子電圧
ＶDC1 より低くなっている状態を示している。なお、何
れの場合にも、負荷６の消費電力ＰLOADが変化すると、
それに伴ってコンデンサ４の端子電圧が変化する。特
に、負荷６の消費電力ＰLOADが増加する方向に変化し、
太陽電池１の発生可能最大電力を超えるときには、コン
デンサ４の端子電圧は、図５または図８の曲線のピーク
の位置まで上昇するが、このときに制御部７の出力によ
り、スイッチ９が再びオンとなるとともに、交流／直流
コンバータ２のセル温度追従制御動作が始まり、図６の
状態に戻る。FIG. 8 shows that the power consumption P LOAD of the load 6 is slightly smaller than the maximum power that can be generated by the solar cell 1, and the terminal voltage V DC3 of the capacitor 4 during stable operation is when the power system 8 is connected (the switch 9 is turned on). The voltage is lower than the terminal voltage V DC1 of the capacitor 4 (at the time). In any case, if the power consumption P LOAD of the load 6 changes,
The terminal voltage of the capacitor 4 changes accordingly. In particular, the power consumption P LOAD of the load 6 changes in the increasing direction,
When the maximum power that can be generated by the solar cell 1 is exceeded, the terminal voltage of the capacitor 4 rises to the peak position of the curve in FIG. 5 or FIG. 8, but at this time, the output of the control unit 7 turns on the switch 9 again. At the same time, the cell temperature follow-up control operation of the AC / DC converter 2 starts, and the state returns to the state of FIG.

【００４８】図９は、太陽電池１の発生電力ＰPVを最大
にするための制御部７の制御アルゴリズムを示すフロー
チャートである。以下、この図を参照しながら制御部７
の制御アルゴリズムを説明する。まず、サンプリングタ
イマを起動し（ステップＳ１）、一定時間経過したとき
に太陽電池１の端子電圧ＶPVおよび出力電流ＩPVと交流
／直流コンバータ２の出力電圧ＶADと負荷電圧ＶLOADお
よび負荷電流ＩLOADを入力する（ステップＳ２）。FIG. 9 is a flowchart showing a control algorithm of the control unit 7 for maximizing the generated power P PV of the solar cell 1. Hereinafter, with reference to this figure, the control unit 7
The control algorithm of is explained. First, the sampling timer is started (step S1), and when a certain time has elapsed, the terminal voltage V PV and output current I PV of the solar cell 1, the output voltage V AD of the AC / DC converter 2, the load voltage V LOAD, and the load current. Input I LOAD (step S2).

【００４９】つぎに、太陽電池１の端子電圧ＶPVと出力
電流ＩPVとを乗算して太陽電池１の発生電力ＰPVを算出
し、交流／直流コンバータ２の出力電圧ＶADと出力電流
ＩPVとを乗算して交流／直流コンバータ２の発生電力Ｐ
ADを算出し、負荷電圧ＶLOADと負荷電流ＩLOADとを乗算
して負荷６の消費電力ＰLOADを算出する（ステップＳ
３）。Next, calculate the generated power P PV solar cell 1 by multiplying a terminal voltage V PV solar cell 1 and the output current I PV, AC / DC converter 2 output voltage V AD and the output current I The power P generated by the AC / DC converter 2 is multiplied by PV
AD is calculated, and the load voltage V LOAD and the load current I LOAD are multiplied to calculate the power consumption P LOAD of the load 6 (step S
3).

【００５０】つぎに、太陽電池１の発生電力ＰPVと交流
／直流コンバータ２の発生電力ＰADとの和が負荷６の消
費電力ＰLOAD以上かどうかを判定する（ステップＳ
４）。ステップＳ４の判定結果がＮＯのとき（太陽電池
１の発生電力ＰPVと交流／直流コンバータ２の発生電力
ＰADとの和が負荷６の消費電力ＰLOADより小さいとき）
は、セル温度ＴCELLを計測する（ステップＳ５）。Next, it is determined whether the sum of the power P PV generated by the solar cell 1 and the power P AD generated by the AC / DC converter 2 is greater than or equal to the power consumption P LOAD of the load 6 (step S
4). When the determination result of step S4 is NO (when the sum of the generated power P PV of the solar cell 1 and the generated power P AD of the AC / DC converter 2 is smaller than the power consumption P LOAD of the load 6)
Measures the cell temperature T CELL (step S5).

【００５１】つぎに、内蔵のテーブルを参照して測定し
たセル温度ＴCELLに対応した最大出力点電圧ＶPV（Ｍ）
を求める（ステップＳ６）。セル温度ＴCELLが例えばＴ
CELL 1 のときは、最大出力点電圧ＶPV（Ｍ）がＶ
PV1 （Ｍ）となる（図３参照）。つぎに、インバータ５
への入力電圧、つまりコンデンサ４の端子電圧ＶDCを測
定する（ステップＳ７）。Next, the maximum output point voltage V PV (M) corresponding to the cell temperature T CELL measured with reference to the built-in table
Is calculated (step S6). The cell temperature T CELL is, for example, T
When CELL 1 , the maximum output point voltage V PV (M) is V
It becomes PV1 (M) (see Figure 3). Next, the inverter 5
The input voltage to the capacitor 4, that is, the terminal voltage V DC of the capacitor 4 is measured (step S7).

【００５２】つぎに、次式の演算を行ってＶAD指令値を
算出する（ステップＳ８）。Then, the following equation is calculated to calculate the V AD command value (step S8).

【００５３】[0053]

【数５】ＶAD＝ＶDC−ＶPV1 （Ｍ） ステップＳ４の判定結果がＹＥＳのとき（太陽電池１の
発生電力ＰPVと交流／直流コンバータ２の発生電力ＰAD
との和が負荷６の消費電力ＰLOAD以上のとき）は、ＶAD
指令値を零に設定して太陽電池１の発生電力ＰPVを最大
にする制御を停止し（ステップＳ９）、スイッチ９をオ
フにする指令を発生する（ステップＳ１０）。[ Equation 5] V AD = V DC −V PV1 (M) When the determination result of step S4 is YES (the generated power P PV of the solar cell 1 and the generated power P AD of the AC / DC converter 2)
Is equal to or greater than the power consumption P LOAD of the load 6), V AD
The control that sets the command value to zero and maximizes the generated power P PV of the solar cell 1 is stopped (step S9), and a command to turn off the switch 9 is generated (step S10).

【００５４】交流／直流コンバータ２は、上記のＶAD指
令値に対応した出力電圧ＶADを発生するように、スイッ
チング素子のパルス幅等を制御することになる。なお、
上記実施例ではスイッチ９をオンオフさせるように構成
したが、スイッチ９は省くこともできる。The AC / DC converter 2 controls the pulse width and the like of the switching element so as to generate the output voltage V AD corresponding to the above V AD command value. In addition,
Although the switch 9 is turned on and off in the above embodiment, the switch 9 may be omitted.

【００５５】[0055]

【発明の効果】この発明の太陽光発電設備によれば、太
陽電池と直列に交流／直流コンバータを接続してコンデ
ンサに並列接続し、太陽電池のセル温度が変化して最大
電力を発生する端子電圧の値が変化したときに、交流／
直流コンバータの出力電圧を増減制御することにより、
太陽電池の端子電圧を発生電力が最大となる電圧値にす
ることができる。According to the photovoltaic power generation equipment of the present invention, a terminal for connecting an AC / DC converter in series with a solar cell and connecting in parallel with a capacitor, and changing the cell temperature of the solar cell to generate maximum power. When the voltage value changes, the AC /
By increasing / decreasing the output voltage of the DC converter,
The terminal voltage of the solar cell can be set to a voltage value that maximizes the generated power.

【００５６】交流／直流コンバータの発生電圧は、予想
されるセル温度の変化範囲内において、セル温度の変化
に伴って最大電力を発生する太陽電池の端子電圧の値の
変化に追従可能な電圧を出力できればよく、その最大値
は太陽電池の端子電圧に比べて小さいので、交流／直流
コンバータの分担電力も太陽電池に比べて小さくてよ
い。The voltage generated by the AC / DC converter is a voltage that can follow the change in the terminal voltage value of the solar cell that generates the maximum power with the change in cell temperature within the expected change range of cell temperature. It suffices if it can be output, and its maximum value is smaller than the terminal voltage of the solar cell, so the shared power of the AC / DC converter may be smaller than that of the solar cell.

【００５７】したがって、太陽電池の発生電力を最大に
制御するための交流／直流コンバータの容量を小さく
し、効率向上、低コスト化、小型化を図ることができ
る。また、太陽電池の端子電圧を発生電力が最大となる
電圧値にするための制御が、予め測定した太陽電池のセ
ル温度と発生電力が最大となる端子電圧との特性に基づ
き太陽電池のセル温度の変化に対応して交流／直流コン
バータの出力電圧を変化させるだけでよく、高速の制御
動作は不要で制御回路を簡単化することができる。Therefore, the capacity of the AC / DC converter for controlling the generated electric power of the solar cell to the maximum can be reduced, and the efficiency can be improved, the cost can be reduced, and the size can be reduced. Further, the control for making the terminal voltage of the solar cell the voltage value at which the generated power becomes maximum is based on the characteristics of the cell temperature of the solar cell and the terminal voltage at which the generated power becomes maximum, based on the characteristics of the solar cell cell temperature. It suffices to change the output voltage of the AC / DC converter in response to the change of, and the control circuit can be simplified without the need for high-speed control operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】この発明の一実施例の太陽光発電設備の構成を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a photovoltaic power generation facility according to an embodiment of the present invention.

【図２】交流／直流コンバータの構成を示す回路図であ
る。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an AC / DC converter.

【図３】太陽電池のセル温度と最大出力点電圧の関係を
示す特性図である。FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between a cell temperature of a solar cell and a maximum output point voltage.

【図４】セル温度が一定の条件で複数の日射量における
太陽電池の端子電圧と発生電力の関係を示す特性図であ
る。FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the terminal voltage of the solar cell and the generated power at a plurality of solar radiation amounts under the condition that the cell temperature is constant.

【図５】日射量が一定の条件で複数のセル温度における
太陽電池の端子電圧と発生電力の関係を示す特性図であ
る。FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the terminal voltage of the solar cell and the generated power at a plurality of cell temperatures under the condition that the amount of solar radiation is constant.

【図６】実施例の太陽光発電設備の動作を示す太陽電池
の端子電圧と発生電力および出力電流の特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram of the terminal voltage of the solar cell, the generated power, and the output current, which shows the operation of the photovoltaic power generation facility of the embodiment.

【図７】同じく太陽光発電設備の動作を示す太陽電池の
端子電圧と発生電力の特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram of the terminal voltage and generated power of the solar cell, which also shows the operation of the solar power generation facility.

【図８】同じく太陽光発電設備の動作を示す太陽電池の
端子電圧と発生電力の特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of the terminal voltage and generated power of the solar cell, which also shows the operation of the photovoltaic power generation facility.

【図９】太陽電池の発生電力を最大に制御するアルゴリ
ズムを示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart showing an algorithm for controlling the generated electric power of the solar cell to the maximum.

【図１０】太陽光発電設備の従来例を示すブロック図で
ある。FIG. 10 is a block diagram showing a conventional example of a photovoltaic power generation facility.

【図１１】従来例の太陽光発電設備の動作を示す太陽電
池の端子電圧と発生電力および出力電流の特性図であ
る。FIG. 11 is a characteristic diagram of the terminal voltage of the solar cell, the generated power, and the output current showing the operation of the photovoltaic power generation equipment of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 太陽電池 ２ 交流／直流コンバータ ３ 整流器 ４ コンデンサ ５ インバータ ６ 負荷 ７ 制御部 ８ 電力系統 ９ スイッチ １０ 電圧センサ １１ 電流センサ １２ 電圧センサ １３ 電流センサ １５ 温度センサ １６ 絶縁トランス １７ 絶縁トランス １８ 電圧センサ 1 Solar Cell 2 AC / DC Converter 3 Rectifier 4 Capacitor 5 Inverter 6 Load 7 Control Section 8 Power System 9 Switch 10 Voltage Sensor 11 Current Sensor 12 Voltage Sensor 13 Current Sensor 15 Temperature Sensor 16 Insulation Transformer 17 Insulation Transformer 18 Voltage Sensor

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成４年７月２３日[Submission date] July 23, 1992

【手続補正１】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００３５[Correction target item name] 0035

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００３５】また、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池
１の発生可能最大電力と交流／直流コンバータ２の発生
電力ＰADとの和より小さい場合には、交流／直流コンバ
ータ２の出力電圧ＶADを零に設定し、スイッチ９をオフ
にする。このように設定すると、電力系統８がコンデン
サ４から切り離され、太陽電池１がコンデンサ４に直結
されたのと等価な状態となり、負荷６の消費電力ＰLOAD
の変化に従ってコンデンサ４の端子電圧ＶDC（＝太陽電
池１の電圧ＶPV）が変化することになり、結局コンデン
サ４の端子電圧ＶDCつまり太陽電池１の電圧ＶPVは、太
陽電池１の電力ＰPVと負荷６の消費電力ＰLOADとが等し
くなる動作点で安定することになる。Further, when the power consumption P LOAD is small again Ri by the sum of the generation power P AD of the maximum possible power and an AC / DC converter 2 of solar cell 1 of the load 6, the AC / DC converter 2 output The voltage V AD is set to zero and the switch 9 is turned off. With this setting, the power system 8 is disconnected from the capacitor 4 and the solar cell 1 is in a state equivalent to being directly connected to the capacitor 4, and the power consumption P LOAD of the load 6 is increased.
The terminal voltage V DC of the capacitor 4 (= the voltage V PV of the solar cell 1) changes according to the change of, and eventually the terminal voltage V DC of the capacitor 4, that is, the voltage V PV of the solar cell 1 is the power of the solar cell 1. It becomes stable at the operating point where P PV and the power consumption P LOAD of the load 6 become equal.

【手続補正２】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００４５[Name of item to be corrected] 0045

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００４５】上記のように、交流／直流コンバータ２の
制御を行っている際に、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽
電池１の発生可能最大電力および交流／直流コンバータ
２の発生電力ＰADの和より小さくなると、つまり負荷６
の消費電力ＰLOADが現在の太陽電池１の発生電力ＰPVお
よび交流／直流コンバータ２の発生電力ＰADの和よりも
小さくなると、制御部７の出力により、交流／直流コン
バータ２の出力電圧Ｖ ADが零となるように制御されると
ともに、スイッチ９がオフになる。負荷６の消費電力Ｐ
LOADが太陽電池１の発生可能最大電力および交流／直流
コンバータ２の発生電力ＰADの和より小さい状態のとき
に、交流／直流コンバータ２を停止させると、もし負荷
６の消費電力ＰLOADが太陽電池１の発生可能最大電力よ
り小さい場合は、太陽電池１の発生電力が負荷６の消費
電力ＰLOADと等しい状態で動作する。逆に、負荷６の消
費電力ＰLOADが太陽電池１の発生可能最大電力より大き
い場合は、太陽電池１の発生電力を最大にする制御が再
開されることになる。したがって、負荷６の消費電力Ｐ
LOADが太陽電池１の発生可能最大電力より大きい状態で
交流／直流コンバータ２を停止させても、電力不足は生
じないですむ。この点は、図９を参照して、後に詳しく
説明する。 As described above, the AC / DC converter 2
The power consumption P of the load 6 during the controlLOADThe sun
Maximum power that can be generated by battery 1 and AC / DC converter
2 generated power PADIs smaller than the sum of, that is, load 6
Power consumption PLOADIs the current generated power P of the solar cell 1.PVOh
And the power P generated by the AC / DC converter 2ADThan the sum of
When it becomes smaller, the output of the control unit 7 causes the AC / DC converter to
Output voltage V of burner 2 ADIs controlled to be zero
In both cases, the switch 9 is turned off.Power consumption P of load 6
LOAD is the maximum power that can be generated by solar cell 1 and AC / DC
When the power is less than the sum of the power P AD generated by the converter 2
If the AC / DC converter 2 is stopped,
The power consumption P LOAD of 6 is the maximum power that can be generated by the solar cell 1.
If it is smaller, the power generated by the solar cell 1 is consumed by the load 6.
It operates in a state equal to the power P LOAD . On the contrary, extinguishing the load 6
The power consumption P LOAD is larger than the maximum power that can be generated by the solar cell 1.
If not, the control to maximize the power generated by the solar cell 1
It will be opened. Therefore, the power consumption P of the load 6
When LOAD is larger than the maximum power that can be generated by solar cell 1
Even if the AC / DC converter 2 is stopped, there is still power shortage.
You don't have to. This point will be described in detail later with reference to FIG.
explain.

【手続補正３】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００５０[Correction target item name] 0050

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００５０】つぎに、太陽電池１の発生電力ＰPVと交流
／直流コンバータ２の発生電力ＰADとの和が負荷６の消
費電力ＰLOAD以上かどうかを判定する（ステップＳ
４）。ステップＳ４の判定結果がＮＯのとき（太陽電池
１の発生電力ＰPVと交流／直流コンバータ２の発生電力
ＰADとの和が負荷６の消費電力ＰLOADより小さいとき）
は、スイッチ９をオンにする（ステップＳ４−５）。つ
ぎに、セル温度ＴCELLを計測する（ステップＳ５）。Next, it is determined whether the sum of the power P PV generated by the solar cell 1 and the power P AD generated by the AC / DC converter 2 is greater than or equal to the power consumption P LOAD of the load 6 (step S
4). When the determination result of step S4 is NO (when the sum of the generated power P PV of the solar cell 1 and the generated power P AD of the AC / DC converter 2 is smaller than the power consumption P LOAD of the load 6)
Turns on the switch 9 (step S4-5). One
Then, the cell temperature T CELL is measured (step S5).

【手続補正４】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】００５４[Correction target item name] 0054

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【００５４】交流／直流コンバータ２は、上記のＶAD指
令値に対応した出力電圧ＶADを発生するように、スイッ
チング素子のパルス幅等を制御することになる。ここ
で、負荷６の消費電力ＰLOADが太陽電池１の発生可能最
大電力より大きい状態で交流／直流コンバータ２を停止
させた後、太陽電池１の発生電力を最大にする制御が再
開される点について、図９を参照しながら説明する。ま
ず、ステップＳ４の判定結果がＹＥＳとなってステップ
Ｓ９，Ｓ１０を実行して交流／直流コンバータ２を停止
させるとともに、スイッチ９をオフにする。その後、ス
テップＳ１〜Ｓ４が実行されると、ステップＳ４の判定
結果がＮＯとなって、ステップＳ４−５を実行してスイ
ッチ９をオンにしてステップＳ５〜Ｓ８の制御動作を行
うことになる。なお、上記実施例ではスイッチ９をオン
オフさせるように構成したが、スイッチ９は省くことも
できる。The AC / DC converter 2 controls the pulse width and the like of the switching element so as to generate the output voltage V AD corresponding to the above V AD command value. here
Then, the power consumption P LOAD of the load 6 is the maximum that the solar cell 1 can generate.
Stop the AC / DC converter 2 in the state of larger power than
After that, the control to maximize the generated power of the solar cell 1
The points to be opened will be described with reference to FIG. Well
Without, the determination result of step S4 is YES and step
Stop AC / DC converter 2 by executing S9 and S10
At the same time, the switch 9 is turned off. After that,
When steps S1 to S4 are executed, the determination in step S4
If the result is NO, step S4-5 is executed to execute the switch.
Switch 9 is turned on and the control operation of steps S5 to S8 is performed.
It will be. Although the switch 9 is turned on and off in the above embodiment, the switch 9 may be omitted.

【手続補正５】[Procedure Amendment 5]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図９[Correction target item name] Figure 9

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図９】 [Figure 9]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 太陽電池と交流／直流コンバータとの直
列回路を電力系統から整流器を介して得られる脈動電圧
を平滑するコンデンサに並列接続し、前記コンデンサの
両端から負荷駆動用のインバータに直流電力を供給し、
予め測定した前記太陽電池のセル温度と発生電力が最大
となる端子電圧との特性に基づき前記太陽電池のセル温
度の変化に対応して前記太陽電池の端子電圧が発生電力
が最大となる値をとるように前記交流／直流コンバータ
の出力電圧を制御するようにしたことを特徴とする太陽
光発電設備。1. A series circuit of a solar cell and an AC / DC converter is connected in parallel with a capacitor for smoothing a pulsating voltage obtained from a power system through a rectifier, and a DC power is supplied from both ends of the capacitor to an inverter for driving a load. Supply
Based on the characteristics of the cell temperature of the solar cell and the terminal voltage that maximizes the generated power, which is measured in advance, the terminal voltage of the solar cell corresponds to the change in the cell temperature of the solar cell and the generated power has the maximum value. A photovoltaic power generation facility characterized in that the output voltage of the AC / DC converter is controlled so as to obtain the voltage.
JP4024906A 1992-02-12 1992-02-12 Solar beam power generating facility Pending JPH05227678A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990015315A1 (en) * 1989-05-30 1990-12-13 Detectors, Inc. Directional shock detector
EP1950873A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-30 Tendris Holding BV Apparatus comprising low voltage power source

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