JPS61251423A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ 本発明は太陽電池を電源としてインバータ装置を介し負
荷の運転を行なう太陽光発電装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 従来、この種の発電装置としては、太陽電池により発電
した電力を一旦蓄電池に蓄え、手動スイッチ又はタイマ
ースイッチにより毎日一定時間負荷の運転を行なうもの
と、蓄電池もスイッチも備えず、太陽電池をインバータ
装置を介して負荷に直結しておき、発電電力が負荷の必
要電力を上回ったところで自然に運転が開始されるよう
にするものとの２種類ある。

ところが、近年、太１１ｍ？池の製造コストが大幅に低
下し、相対的に蓄電池のコストが上昇している。このた
め、前者の方式では装置全体に占める蓄電池コストが大
きいので、コスト上の不利がある。一方、後者の方式で
は、太陽電池の発電電力が負荷の必要電力に満たず負荷
が実際に運転を行なえない場合でも、太Ｉｌｌ電池がら
の電力が常時インバータ装置及び負荷に供給され続ける
ため、インバータ装置のスイッチング素子笠が無駄に作
動して寿命を縮めたり、装置破損や負荷の異常過熱を惹
起したりする虞がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、蓄電池を不要にできてコストダウンを
図り得、しかも、インバータ装置や負荷の保護も併せて
図ることができる太陽光発電装置を提供するにある。

〔発明の概要］ 本発明は、太陽電池とインバータ装置との間に主回路ス
イッチを設け、光間検出素子により検出した太陽光の光
量が所定値以上の時に前記主回路スイッチを閉成して負
荷の運転を行ない、それが所定値以下の時には、主回路
スイッチを開放してインバータ装置に発電電力が供給さ
れないようにしたところに特徴を有するものである。

［発明の実施例１ 図面を参照して説明する。まず第１図において、１は太
陽電池、２は逆流防止用のダイオード、３はコンデンサ
、４は主回路スイッチ、５はインバータ装置で、太陽電
池１はダイオード２及び主回路スイッチ４を順に介して
インバータ装置５に接続されている。インバータ装置５
は３相交流を出力するものであって、例えばポンプ６を
駆動するための負荷に相当する誘導モータ７に接続され
ている。次に、第２図にはインバータ装置！５の制御ブ
ロック図を示しており、ここで８はインバータ制御回路
で、これは周知のＶ／Ｆ一定制御を行なう他、後述の太
陽電池電圧一定制御を行なうべく、コンパレータ９、増
幅器１０及び基準電圧設定器１１が図示の如く接続され
ている。即ち、太陽電池は一般に太陽光量が一定の場合
、ある程度以上の出力電流では出力電圧が大きく低下す
る垂下特性を有する。この電圧−電流特性は第３図に太
陽光ｆｆ１Ｅｅをパラメーターとして実線にて示しであ
る。また、この様な電圧−電流特性を有するため、太陽
電池から供給される電力は同図破線にて示すように変化
し、太陽光量にかかわらず最大電力を供給できる一定の
電圧（以下最大電力供給電圧と称す）が存在することに
なる。そこで、本実施例では、基準電圧設定器１１から
最大電力供給電圧（例えば１５０Ｖ）に対応する基準電
圧をコンパレータ９の反転入力端子（−）に与え、太陽
電池１の出力電圧を次のようにして最大電力供給電圧と
等しくなるように太陽電池電圧一定制御を行なう。即ち
、太陽電池１の出力電圧が最大電力供給電圧以下の時に
は、コンパレータ９からの信号に基きインバータ装置制
御回路８はインバータ装置５の出力周波数ひいては負荷
への供給電力を低減させる。これにより、太陽電池１の
出力電流が低下し、電圧−電流の垂下特性により太陽電
池１の出力電圧が最大電力供給電圧まで上昇するのであ
る。

さて、第１図において、１２は光ω検出素子たる検出用
太陽電池で、これは電源用の前記太陽電池１の近傍に設
置されて太陽電池１と同様に太陽光を受ける。１３は検
出電圧設定回路、１４は基準電圧設定器で、これらの出
力電圧はコンパレータ１５の非反転入力端子（＋）及び
反転入力端子（−）に夫々与えられる。コンパレータ１
５の出力信号は駆動回路１６に与えられ、この駆動回路
１６を介して前記主回路スイッチ４が１７ｆｌ　閏ｆｌ
Ｉ（Ｊｌｊされる。１７はインバータ装置５の電源回路
で、これは例えばスイッチングレギュレーター形の安定
化電源であって、その入力側は主回路スイッチ４の太１
１Ｊ！１池１側に接続されている。

次に上記構成の作用を説明する。検出用人＋！ｉ電池１
２が受ける太陽光量が所定値（本実施例では例えば２５
ｍＷ／ｃｍ＋　）以上にある時、コンパレータ１５の出
力信号に長き主回路スイッチ４が開成し、インバータ装
置５に太陽電池１の発電電力が供給されて誘導モータ７
が駆動される。この場合、インバータ装置５はＶ／Ｆ一
定制御のもとで、前述した太陽電池電圧一定制御が行わ
れる。

従って、第４図に示すように、太陽光量が人になる程太
陽電池１の出力電圧が一定のまま太陽電池１の出力電流
が増大し、出力電力もそれに比例して増大する。また、
Ｖ／Ｆ一定制御を行なっているから、インバータ装置５
の出力周波数と太陽電池１の出力電流との関係は第５図
に示す通りとなる。さて、誘導モータ７の駆動中、太陽
光量が減少すると、検出用太陽電池１３の出力電圧が低
下するため、コンパレータ１５の非反転入ノコ端子（＋
）の電圧が反転入力端子（−）のそれを下回るようにな
り、これにてコンパレータ１５からの出力信号により駆
動回路１６を介して主回路スイッチ４が開放される。従
って、太１電池１の発電電力はインバータ装置５に供給
されないようになり、インバータ装置５のスイッチング
素子やＩ　ＰＪモモ−７に無用な電流が流れることを防
止できる。

これにて、インバータ装置５の寿命を縮めたり、故障に
至らしめたり、或は誘導モータ７の異常過熱を惹起した
りすることを未然に防止することがで゛きるものである
。また、特に本実施例では、インバータ装置５の電源回
路１７をスイッチングレギュレーター形の安定化電源に
より構成したから、第６図に示すように、太陽電池１の
出力電圧が約１００Ｖ以上において制御用出力電圧が５
ｖに安定化するようになる。このため、負荷として誘導
モータ７を使用した場合でも、その起動に伴う主回路の
電圧降下は約３０Ｖ程度であるから、最大電圧供給電圧
を１５０Ｖとした本実施例では主回路電圧は１２０Ｖと
なり、起動時にもインバータ装Ｍ５に一定の制ｍ’Ｆ１
圧を供給でき、もってインバータ装置５を安定的に作動
させることができる。

この点に関し、従来では、インバータ装置の制御用電源
を主回路から安定化することなく供給していたため、特
にモータ等の起動電流が大きな負荷を駆動する場合には
起動時の電圧降下によりインバータ装置の作動が不安定
になってインバータ装置の故障を惹起する虞があった。

尚、上記実施例では、光量検出素子として専用の検出用
人１１１ｍ池１２を設けるようにしたが、本発明はこれ
に限らず、負荷変動が小さく電源用の太陽電池１の出力
電圧が負荷の影響により大きく変動しない場合には、そ
の太陽電池１を光量検出素子として兼用させることが可
能である。その伯、インバータ装置５の電源としては、
スイッチングレギュレーター形の安定化電源に限らず、
例えばトランジスタのコレクタ損失を利用したシリーズ
形の安定化電源であっても良い等、要旨を逸脱しない範
囲内で種々変更して実施することができるものである。

［発明の効果］ 本発明は以上述べたように、光量検出素子により検出し
た太陽光量が所定値以下の時には太陽電池とインバータ
装置との間に設けた主回路スイッチを開放してインバー
タ装置に発電電力が供給されないようにしたから、蓄電
池を不要にしてコスト低減を図り得ながら、インバータ
装置や負荷の保護を十分に図ることができるという優れ
た効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体のブロッ
ク図、第２図はインバータ制御回路のブロック図、第３
図は太陽電池の出力特性図、第４図は太陽光はと太陽電
池の出力電流との関係を示す特性図、第５図は太ｆｌｕ
ｆｆ池の出力電流とインバータ装置の出力周波数との関
係を示す特性図、第６図はインバータ装置の電源回路の
出力特性図である。 図面中、１は太陽電池、４は主回路スイッチ、５はイン
バータ装置、７は誘導モータ（負荷）、１２は光量検出
素子、１７はインバータ装置の電源回路である。 第　１　図 第２図 第３図 電圧−→ ′Ｗ４４　図 第５図 ２０　　　４０　　　６０　　　８０　　１００（Ｈ２
゜出力周波数

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、太陽電池を電源としてインバータ装置を介し負荷の
   運転を行なうものにおいて、前記太陽電池とインバータ
   装置との間に主回路スイッチを設け、光量検出素子によ
   り検出した太陽光の光量が所定値以下のときに前記主回
   路スイッチを開放し、所定値以上の時に閉成するように
   したことを特徴とする太陽光発電装置。