开路电压控制系统技术方案

一种开路电压控制系统，其被用在具有串（7）和开关（5）的太阳能发电系统中，对串的开路电压进行控制，其中，该串具有串联连接的太阳电池板，该开关对用于将由串产生的直流电压提供给负载的路径进行通断，开路电压控制系统具备：开路电压测定装置（3），对串和负载未连接的开路状态下的串的开路电压进行测定；驱动控制装置（11），对来自太阳电池板的输出电压进行控制；以及运算控制装置（4），在串和负载为开路的状态下，基于开路电压测定装置所测定的开路电压，以使开路电压成为大于等于负载能工作的电压而且未超过太阳能发电系统的耐压电压的规定的电压值的方式，输出对驱动控制装置进行控制的信号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及被用在太阳能发电系统中并将开路电压控制在所希望的值的开路电压控制系统。
技术介绍
近年来，利用了自然能量的发电系统备受瞩目，流行导入太阳能发电系统。太阳能发电利用了将太阳光的能量转换为电力的太阳电池(PV-Photovoltaic (光伏))。但是，在太阳电池板中，未满足功率调节器能工作的电压。因此，在专利文献I中公开的太阳能发电系统中，串联连接地使用了多块太阳电池板。 现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2001 - 84343号公报附图说明图I是表示本实施方式的开路电压控制系统的结构的图。图2是表示使用了第一实施方式的开路电压控制系统的太阳能发电系统的图。图3是用于说明第一实施方式中的太阳电池板透射日射量可变装置的工作的图。图4是表示第一实施方式中的运算控制装置的概略的处理顺序的流程图。图5是表示太阳电池板的每个电池温度下的日射量与开路电压的关系的图表。图6是表示使用了第一实施方式的开路电压控制系统的结果的图。图7是表示使用了第二实施方式的开路电压控制系统的太阳能发电系统的图。图8是第二实施方式中的太阳电池板朝向可变装置的侧视图以及后视图。图9是表示第二实施方式中的运算控制装置的概略的处理顺序的流程图。图10是表示应用了第二实施方式的开路电压控制系统的结果的图。图11是表示使用了第三实施方式的开路电压控制系统的太阳能发电系统的图。图12是用于说明第三实施方式中的太阳电池板温度可变装置的工作的图。图13是表示第三实施方式中的运算控制装置的概略的处理顺序的流程图。图14是表示太阳电池板的每个电池温度下的日射量与开路电压的关系的图表。图15是表示应用了第三实施方式的开路电压控制系统的结果的图。图16是表示使用了第四实施方式的开路电压控制系统的太阳能发电系统的图。图17是表示第四实施方式中的运算控制装置的概略的处理顺序的流程图。图18是表示太阳电池板的每个电池温度下的日射量与开路电压的关系的图表。图19是表示利用电路可变装置来变更太阳电池板的数量的方式的示意图。图20是表示应用了第四实施方式的开路电压控制系统的结果的图。图21是表示太阳能发电系统的结构的图。图22是用于说明太阳能发电系统的平均每I串太阳电池板的连接数量的图。图23是表示太阳能发电系统的串电压和逆变器工作时间的示意图。图24是表示从太阳电池板输出的电压的推移的图。具体实施例方式在说明本实施方式的太阳能发电系统之前，对太阳能发电系统为了对应于上述需求而应具备的功能进行说明。图21是表示太阳能发电系统的结构 的图。太阳能发电系统具备太阳电池板2、串(string)布线7、开关5以及逆变器6。太阳电池板2将拥有光电动势效应的太阳电池(cell :电池)例如呈平面状排列而形成。串布线7将多个太阳电池板2串联连接。在此，将通过串布线7而串联连接的多个太阳电池板2的结构称为I串。逆变器6与至少一个串连接，将输入的太阳电池板2的直流电力转换为交流。开关5对串布线7与逆变器6的电力线进行通断。另外，开关5也可以编入于逆变器6的内部。图22是用于说明太阳能发电系统的平均每I串太阳电池板的连接数的图。首先，对设在图22的左端的栏的项目内的主要项目进行说明。“对太阳电池的日射”表示平均每单位面积(m2)的太阳光的能量(W)。数字小的情况表示“低日射”，数字大的情况表示“高日射”。“太阳电池的电池温度”表示使用时的太阳电池本身的温度。例如，在从硅材料制造的太阳电池板中，在该太阳电池的温度高的情况下，太阳电池的产生电压小，在太阳电池的温度低的情况下，太阳电池的产生电压大。太阳电池的开路电压主要由“对太阳电池的日射”和“太阳电池的电池温度”支配。“太阳电池的开路电压”是未在太阳电池连接有负载的情况下的太阳电池的输出电压。将太阳能发电系统的耐压设为600V。在此，耐压是作为每I串的产生电压的上限值而进行规定的值。虽然在I串的产生电压在超过了该耐压的情况下是和缓的，但是太阳能发电系统的结构部分会受到损伤。因此，在太阳能发电系统中，谋求不超过该耐压的设计。在情形I所示的情况下，即，在对太阳电池的日射为100W / m2的情况下，平均每I串太阳电池的串联连接数为15个模块。因此，平均每I串的开路电压为15X39 = 585V，为耐压600V以下。在情形2所示的情况下，即，在对太阳电池的日射为1000W / m2的情况下，平均每I串太阳电池的串联数为15个模块。因此，平均每I串的开路电压为15X44 = 660V，超过了耐压600V。情形3表示了用于避免这样的超过耐压状态的结构。在情形3所示的情况下，将平均每I串太阳电池的串联数设为13个模块。这样，在对太阳电池的日射为1000W / m2的情况下，开路电压为13X44 = 572V，为耐压600V以下。如情形3所示那样，配合设置有太阳能发电系统的环境，来决定(减少)平均每I串太阳电池的串联数，由此能使开路电压为耐压以下。然而，虽然在该对应中平均每I串的发电容量在情形2中为200X15 = 3000W，但在情形3中减少为200X13 = 2600W。因此，为了得到发电力39000W所需的串数，在情形2中为39000 / 3000 = 13串，与此相比，在情形3中增加到39000 / 2600 = 15串。由于当串数增加时，串布线数会增加，所以太阳能发电系统的制造成本会上升。图23是表示太阳能发电系统的串电压8和逆变器工作时间9的示意图。串电压8是平均每I串的产生电压(开路电压)。逆变器6从串电压8超过逆变器工作开始电压时起开始工作，在串电压8变得低于逆变器工作开始电压时停止工作。 在图23所示的图表中，串电压8 (8a、8b)与朝阳升起一起上升。从串电压8 (8a、8b)超过一定值时起，逆变器6自动开始工作。而且，在夕阳落下而串电压8 (8a、8b)变为恒定值以下时逆变器6自动停止工作。如图23所示那样，平均每I串太阳电池的串联数少的情况下的逆变器工作时间％，与平均每I串太阳电池的串联数多的情况下的逆变器工作时间9a相比短。因此，平均每I串太阳电池的串联数少的情况下的发电量，变得比平均每I串太阳电池的串联数多的情况下的发电量少。如以上所述那样，在太阳能发电系统中，通过串联连接的太阳电池板的数量受到限制，从而会引起制造成本的上升和发电量的减少。若这样，则与以往相比，能使每I串的太阳电池板数增加，或者，若能限制太阳电池板数的减少，则能因串数的减少而使成本降低，能进一步地增加发电量。本实施方式的开路电压控制系统是作为反复进行这样的技术上的研究的结果而想到的。以下，一边参照附图一边对本实施方式的开路电压控制系统进行说明。图I是表示本实施方式的开路电压控制系统10的结构的图。本开路电压控制系统10具备开路电压测定装置3、运算控制装置4以及驱动控制装置I。开路电压测定装置3对未被赋予负载的状态下的串电压即开路电压进行测定。运算控制装置4在与逆变器6之间进行信号的授受，并且接受来自开路电压测定装置3的测定信号，对驱动控制装置I进行控制。驱动控制装置I对太阳电池板2等进行驱动并对串电压进行控制。而且，驱动控制装置I能使用太阳电池板透射日射量可变装置11、太阳电池板朝向可变装置12、太阳电池板温度可变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：川又健司，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：
国别省市：