(57)【要約】【課題】太陽電池の最大出力電力追従制御において、最大出力電力の探索に要する所要時間を短くし、太陽電池の出力効率の向上をはかる。【解決手段】太陽電池１１を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０は、太陽電池の出力電圧を検出する電圧検出部１２と、太陽電池の出力電流を検出する電流検出部１３と、出力電圧と出力電流との関係により予め定義された、太陽電池出力制御用スイッチング素子１４のデューティ値が記憶される記憶部１６と、電圧検出部により検出された出力電圧に基づき、記憶部から対応するデューティを読み出し、太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティを制御する制御部１７と、により構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池により発電される電力を太陽電池出力用スイッチング素子によりスイッチングして負荷に供給する際に、前記電力の最大出力電力点を追従する、太陽電池の最大出力電力追従制御装置であって、
前記太陽電池の出力電圧を検出する電圧検出部と、
前記太陽電池の出力電流を検出する電流検出部と、
前記出力電圧と前記出力電流との関係により予め定義された、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティが記憶される記憶部と、
最大出力電力追従制御開始時、前記電圧検出部により検出された前記出力電圧に基づき、前記記憶部から対応するデューティを読み出し、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする太陽電池の最大出力電力追従制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記最大出力電力追従制御開始時、
前記電圧検出部により検出される出力電圧Ｖｎと、前回検出された出力電圧Ｖ（ｎ−１）との電圧差分ΔＶｎを算出し、この電圧差分ΔＶｎの絶対値と、予め定義された電圧閾値Ｖｈとにより算出される電圧閾値差分ΔＶｎ’が正の場合に、前記記憶部から前記デューティＤｎを読み出し、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の最大出力電力追従制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記電圧閾値差分ΔＶｎ’が正でない場合、前記電圧検出部により検出される出力電圧Ｖｎと前記電流検出部により検出される出力電流Ｉｎとにより算出される出力電力Ｐｎと、前回算出された出力電力Ｐ（ｎ−１）との出力電力差分ΔＰｎを算出し、
この出力電力差分ΔＰｎの絶対値と、予め定義された電力閾値ΔＰｈとの電力閾値差分ΔＰｎ’を算出し、前記電力閾値差分ΔＰｎ’が正でない場合は、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御したデューティＤｎと同じデューティＤｎで前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御し、
前記電力閾値差分ΔＰｎ’が正の場合は、更に前記出力電力差分ΔＰｎが正か否かを判定し、この出力電力差分ΔＰｎが正の場合、前回デューティと、デューティ差分Δｄを加算して得られる新規デューティＤｎにより、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御し、前記出力電力差分ΔＰｎが正でない場合は、前記前回デューティから前記デューティ差分Δｄを減算して得られる新規デューティＤｎにより前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の太陽電池の最大出力電力追従制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記デューティ差分Δｄを決定するにあたり、前記出力電力差分ΔＰｎに、この出力電力差分ΔＰｎと前記出力電力Ｐｎとにより決まる定数ｋとを乗じて算出することにより決定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の太陽電池の最大出力電力追従制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池により供給される電力を太陽電池出力制御用スイッチング素子によりスイッチングして負荷に供給する、太陽電池の最大出力電力追従制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今のエネルギー事情により太陽電池の普及が著しい。周知の用に、太陽電池は、太陽光エネルギーを電力に変換する素子である。
ところで、太陽光は雲などの影や地球の自転により光エネルギー量が刻々と変化する。このため、太陽電池が発電しうる最大出力電力は、素子に到達する光エネルギー量に対応して変化する。そこで、従来、その時点で太陽電池が発電できる電力を最大限に負荷に出力できるように制御する最大出力電力追従制御（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）が知られている。
【０００３】
このＭＰＰＴを実現するために、従来、例えば、特許文献１のように、「山登り法」により最大出力電力点を探索する方法が知られている。
この「山登り法」とは、ある一定の制御周期で太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティを制御することにより出力を増減させることを言い、ある時点での太陽電池の出力に対して、次の制御周期以降である一定の変化幅でデューティを増減させるものである。
【０００４】
具体的に、デューティを増減させたときの出力が増加した場合は最大出力電力Ｐｍａｘが現時点での電力より正側にあり、減少した場合は負側にある。現時点での電力に対して正側に最大出力電力Ｐｍａｘがあると判定された場合、その次の制御周期で、現時点のデューティからある一定値だけ増加させ、再びデューティを増減させその時点での電力が最大出力電力Ｐｍａｘに対して正側または負側にあるかを判定する。これを繰り返して実際の出力電力が最大出力電力Ｐｍａｘに近づくように制御する。
【０００５】
ところで、太陽電池の出力電力の制御方法は、その制御装置を内蔵しているパワーコンディショナ（最大電力追従制御装置）が、太陽電池の出力電力を制御するＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチング素子のデューティを増減して行う。
このとき、デューティを常に少しずつ、例えば、正弦波状に増減させて太陽電池の出力電力がどのように変化するかを調べながら、その電力が最大になるように制御している。しかしながら、雲による日陰等、日照の急変により太陽電池の出力が大きく変化した場合、上述したように少しずつ太陽電池の出力電力を変化させて調べていくのでは、太陽電池の出力が最大となる点を探索するまでに無視できないかなりの時間を要する。
【０００６】
これは、太陽電池本体がその時点で発電しうる最大出力電力をパワーコンディショナが負荷側に出力するまでに時間がかかることを意味し、その間、パワーコンディショナは、太陽電池が出力できる最大出力電力を負荷側に供給することができず、太陽光エネルギーをどれだけ電力に変換できたかを示す太陽電池の出力効率が低下してしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−５６１８０号公報(段落「００１３」、図１)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、太陽電池の最大出力電力追従制御（ＭＰＰＴ）において、最大出力電力の探索に要する所要時間を短くし、太陽電池の出力効率の向上をはかる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明では、太陽電池により発電される電力を太陽電池出力用スイッチング素子でスイッチングして負荷に供給する際に、前記電力の最大出力点を追従する、太陽電池の最大出力電力追従制御装置であって、前記太陽電池の出力電圧を検出する電圧検出部と、前記太陽電池の出力電流を検出する電流検出部と、前記出力電圧と前記出力電流との関係により予め定義された、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティが記憶される記憶部と、最大出力電力追従制御開始時、前記電圧検出部により検出された前記出力電圧に基づき、前記記憶部から対応するデューティを読み出し、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、請求項１に記載の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置において、前記制御部は、前記最大出力電力追従制御開始時、前記電圧検出部により検出される出力電圧Ｖｎと、前記最大出力電力追従制御開始直前に検出された前回出力電圧Ｖ（ｎ−１）との電圧差分ΔＶｎを算出し、この電圧差分ΔＶｎの絶対値と、予め定義された電圧閾値Ｖｈとにより算出される電圧閾値差分ΔＶｎ’が正の場合に、前記記憶部から前記デューティＤｎを読み出し、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御する、ことを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、請求項２に記載の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置において、前記制御部は、前記電圧閾値差分ΔＶｎ’が正でない場合、前記電圧検出部により検出される出力電圧Ｖｎと前記電流検出部により検出される出力電流Ｉｎとにより算出される出力電力Ｐｎと、前回算出された出力電力Ｐ（ｎ−１）との出力電力差分ΔＰｎを算出し、この出力電力差分ΔＰｎの絶対値と、予め定義された電力閾値ΔＰｈとの電力閾値差分ΔＰｎ’を算出し、前記電力閾値差分ΔＰｎ’が正でない場合は、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御したデューティＤｎと同じデューティＤｎで前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御し、前記電力閾値差分ΔＰｎ’が正の場合は、更に前記出力電力差分ΔＰｎが正か否かを判定し、この出力電力差分ΔＰｎが正の場合、前回デューティと、デューティ差分Δｄを加算して得られる新規デューティＤｎにより、前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御し、前記出力電力差分ΔＰｎが正でない場合は、前記前回デューティから前記デューティ差分Δｄを減算して得られる新規デューティＤｎにより前記太陽電池出力制御用スイッチング素子を制御する、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、請求項３に記載の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置において、前記制御部は、前記デューティ差分Δｄを決定するにあたり、前記出力電力差分ΔＰｎに、この出力電力差分ΔＰｎと前記出力電力Ｐｎとにより決まる定数ｋとを乗じて算出することにより決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、制御部が、電圧検出部により検出された太陽電池の出力電圧に基づき記憶部から対応するデューティ値を読み出し、太陽電池出力制御用スイッチング素子のデューティを制御する。このため、検出された出力電圧に応じた最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始できるため、最大出力電力点到達までの所要時間が短縮され、出力効率の向上が図れる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、最大出力電力追従制御開始時、制御部が、前回値との電圧差分を算出し、この電圧差分と電圧閾値との電圧閾値差分が正の場合、デューティを設定し直す必要があるほど電圧変化が大きい場合に相当するため、記憶部と出力電圧に応じたデューティを取得し、そのデューティが示す最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始できるため、最大出力電力点到達までの所要時間が短縮され、出力効率の向上が図れる。
【００１５】
請求項３に係る発明では、制御部が、デューティを増減させたときの出力が増加した場合は最大出力電力が現時点での電力より正側にあり、減少した場合は負側にあることを利用し、電圧検出部により検出された出力電圧に応じた最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始する。例えば、ある制御周期での電力に対して正側に最大出力電力点があると判定された場合、次に現時点のデューティからある一定値だけ増加させ、再びデューティを増減させ、その時点での電力が最大出力電力点に対して正側または負側にあるかを判定する。これを繰り返して実際の電力が最大出力電力点に近づくように制御する。このことにより、電圧検出部により検出された出力電圧に応じた最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始し、「山登り法」に基づく最大出力電力点を見出すことができるため、最大出力電力点に到達するまでの所要時間が短縮され、出力効率の向上が図れる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、制御部が、出力電力差分と出力電力とにより記憶部を参照して定数を得、この定数を出力電力差分に乗じてデューティ変化量を算出する。このため、デューティ変化量を可変にすることができ、太陽電池の種別もしくは発電設備の規模に応じた柔軟な最大出力電力追従制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る実施例の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示されたＰＷＭインバータの構成を示す図である。
【図３】図１に示された太陽電池の電流電圧特性の一例を示す図である。
【図４】図１に示された記憶部に記憶されるデューティマップのデータ構造の一例を示す図である。
【図５】本発明に係る実施例の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１〜図５を参照して本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
図１は、本発明に係る実施例の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０の構成を示している。図２は、図１に示すＰＷＭインバータ１４の構成を示している。
【００２０】
図１に示すように、本発明に係る実施例の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０は、太陽電池１１と、電圧検出部１２と、電流検出部１３と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulaton）インバータ１４と、負荷１５と、記憶部１６と、制御部１７と、により構成される。
【００２１】
図１において、太陽電池１１から供給される電力は、ＰＷＭインバータ１４を経て負荷１５に供給される。ＰＷＭインバータ１４は、図２に示すように、レクチファイヤ４１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ４２と、ＦＥＴブリッジ４３と、ＬＣフィルタ４４と、を含む。
【００２２】
レクチファイヤ４１は、太陽電池１１により出力される交流電圧のＡＣ／ＤＣ変換を行い、ＤＣ−ＤＣコンバータ４２へ出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ４２は、レクチファイヤ４１により出力される直流電圧を昇圧してＦＥＴブリッジ４３に出力する。ＦＥＴブリッジ４３は、入力されるＤＣ電圧をパルス幅変調により矩形波電圧に変換してＬＣフィルタ４４に出力するスイッチング素子であり、ここでは、太陽電池出力制御用スイッチング素子として機能する。ＬＣフィルタ４４は、ＦＥＴブリッジ４３から出力される矩形波電圧を正弦波電圧に変換して負荷１５に供給する。
【００２３】
なお、太陽電池１１の出力電圧は、太陽電池１１に並列に接続された電圧検出部１２により検出され、また、出力電流は、直列に接続された電流検出部１３により検出され、共に制御部１７に出力される。
太陽電池１１の電圧電流特性が図３に示されている。図３に示すグラフによれば、縦軸に出力電流Ｉｎ、横軸に出力電圧Ｖｎが目盛られており、このグラフで示される出力電流Ｉｎと出力電圧Ｖｎとを乗算することにより太陽電池１１の出力電力Ｐｎを算出することができる。この例によれば、最大出力電力点Ｐｍａｘは、破線ａ、ｂのようになり、それは、太陽電池１１の温度や経年劣化の度合いに応じ、劣化の無い比較的温度の低い状態（破線ａ）に対して劣化が進み、太陽電池１１の温度が上昇すると、破線ｂの様に、出力が低下する方向（図中、矢印方向）に変化する。
【００２４】
本発明の実施例に係る太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０は、この状態を見越し、ＰＷＭインバータ１４を構成するＦＥＴブリッジ４３のデューティを予め調べておき、図４にそのデータ構造がグラフ表示されているように、太陽電池１１の出力電圧とデューティとの関係を示すデータ（以下、デューティマップという）を予め作成し、記憶部１６に記憶しておく。図４によれば、縦軸にデューティＤｎ、横軸に出力電圧Ｖｎを目盛ってあり、電圧検出部１２で検出された出力電圧がＶｎのとき、その出力電圧Ｖｎに相当するデューティＤｎはＤになる。
【００２５】
制御部１７は、電圧検出部１２により検出された太陽電池１１の出力電圧Ｖに基づき記憶部１６から対応するデューティＤを読み出し、太陽電池出力制御用スイッチング素子であるＰＷＭインバータ１４（ＦＥＴブリッジ４３）のデューティを制御して太陽電池１１の最大出力電力追従制御を行う。詳細は後述する。
【００２６】
図５は、本発明の実施例に係る太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０の動作を示すフローチャートであり、詳しくは、図１に示す制御部１７が実行するプログラムの制御手順を示す。
以下、図５のフローチャートを参照しながら、図１に示す本発明の実施例に係る太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０（制御部１７）の動作について詳細に説明する。
【００２７】
制御部１７は、太陽電池１１の最大出力電力追従制御を開始するにあたり、まず、太陽電池１１の出力電圧Ｖｎを検知し（ステップＳ５０１）、記憶部１６の所定の領域にＶ（ｎー１）として保持する（ステップＳ５０２）。
次に、制御部１７は、所定のサンプリング間隔で、電圧検出部１２で検出された太陽電池１１の出力電圧Ｖｎと、電流検出部１３で検出された出力電流Ｉｎとを取り込む（ステップＳ５０３）。続いて、制御部１７は、太陽電池１１による出力電力Ｐｎを、出力電圧Ｖｎと出力電流Ｉｎとから以下の演算式（１）を用いて算出する（ステップＳ５０４）
Ｐｎ＝Ｖｎ×Ｉｎ  ・・・（１）
【００２８】
次に、制御部１７は、電圧検出部１２により今回検出された出力電圧Ｖｎと、前回検出された出力電圧Ｖ（ｎ−１）とを比較し、その電圧差分ΔＶｎを、以下の演算式（２）を用いて算出する（ステップＳ５０５）。
ΔＶｎ＝Ｖｎ−Ｖ（ｎ−１）  ・・・（２）
【００２９】
続いて制御部１７は、ステップＳ５０５で算出した電圧差分ΔＶｎを、予め定義してある電圧閾値Ｖｈと比較し、その電圧閾値差分ΔＶｎ’を、以下の演算式（３）を用いて算出する（ステップＳ５０６）
ΔＶｎ’＝｜ΔＶｎ｜−Ｖｈ  ・・・（３）
なお、ここで定義される電圧閾値Ｖｈは、太陽電池１１の出力電圧の変化幅が小さく、記憶部１６に予め記憶されるデューティマップを検索しなくても太陽電池１１の効率が悪化せず、最大出力電力点の追従が可能な範囲の電圧を使用するものとする。
【００３０】
次に、制御部１７は、ステップＳ５０６で算出した電圧閾値差分ΔＶｎ’が正か否かを判定する（ステップＳ５０７）。
ここで、ΔＶｎ’＞０の場合（ステップＳ６０５”ＹＥＳ”）、つまり、ΔＶｎ’が正の場合にはデューティＤｎを設定し直す必要があるほど電圧変化が大きい場合に相当するため、制御部１７は記憶部１６を検索し、電圧検出部１２で検出した出力電圧Ｖｎに応じたデューティＤｎを取得する（ステップＳ５０９）。そして制御部１７は、そのデューティＤｎをデューティ初期値としてＰＷＭインバータ１４に出力し、ＦＥＴブリッジ４３による太陽電池１１出力のスイッチング制御を行う（ステップＳ５１６）。
【００３１】
一方、ΔＶｎ’≦０の場合（ステップＳ６０５”ＮＯ”）、つまり、電圧閾値差分ΔＶｎ’が正でない場合は、電圧変化が小さく、記憶部１６に記憶されたデューティマップの検索により取得されるデューティによる制御は不要であるため、制御部１７は、太陽電池１１の出力電力Ｐｎと、前回出力電力Ｐ（ｎ−１）との出力電力差分ΔＰｎを、以下の演算式（４）を用いて算出する（ステップＳ５０９）。
ΔＰｎ＝Ｐｎ−Ｐ（ｎ−１）  ・・・（４）
【００３２】
次に、制御部１７は、ステップＳ５０９で算出した出力電力差分ΔＰｎの絶対値と、予め定義してある電力閾値Ｐｈとを比較し、以下の演算式（５）を用いてその電力閾値差分ΔＰｎ’を算出する（ステップＳ５１０）
ΔＰｎ’＝｜ΔＰｎ｜−Ｐｎ  ・・・（５）
なお、電力閾値Ｐｈは、電力変化量が小さく、デューティを変更しても効率向上に寄与しない範囲の電力値を設定するものとする。
【００３３】
次に、制御部１７は、電力閾値差分ΔＰｎ’が正か否かを判定する（ステップＳ５１１）。ここで、ΔＰｎ’≦０の場合（ステップＳ５１１”ＮＯ”）、つまり、電力閾値差分ΔＰｎ’が正でない場合、今回算出した出力電力Ｐｎは、前回算出した出力電力Ｐ（ｎ−１）に比べてほとんど変化がない（電力閾値範囲内）ため、制御部１７は、ＰＷＭインバータ１４に対し、先に出力したデューティ初期値Ｄｎと同じデューティＤｎを出力する（ステップＳ５１２）
【００３４】
一方、ΔＰｎ’＞０の場合（ステップＳ５１１”ＹＥＳ”）、つまり、電力閾値差分ΔＰｎ’が正の場合、制御部１７は、更に、演算式（４）を用いて算出した電力差分ΔＰｎが正か否かを判定する（ステップＳ５１３）。ここで、ΔＰｎ＞０の場合（ステップＳ５１３”ＹＥＳ”）、つまり、電力差分ΔＰｎが正の場合、今回算出した出力電力Ｐｎは、前回算出した出力電力Ｐ（ｎ−１）に比べて増加し、その最大出力電力点は現在よりも増加傾向にあるため、制御部１７は、以下の演算式（６）を用いて新規デューティＤｎを算出する（ステップＳ５１４）。
Ｄｎ＝Ｄｎ−１＋Δｄ  ・・・（６）
【００３５】
なお、上述した演算式（６）において、デューティ変化量Δｄは、そのときの出力電力Ｐｎと出力電力差分ΔＰｎとに応じて加減できるように、以下の演算式（７）を用いて定数ｋを出力電力差分ΔＰｎに乗じたものとする。ここで、定数ｋとは、出力電力差分ΔＰｎと出力電力Ｐｎとの関係により決まる値であり、予め記憶部１６の所定の領域にデューティマップとともに記憶されているものとする。
Δｄ＝ｋ×ΔＰｎ  ・・・（７）
【００３６】
また、ステップＳ５１３において、ΔＰｎ≦０の場合（ステップＳ５１３”ＮＯ”）、つまり、電力差分ΔＰｎが正でない場合、今回算出された出力電力Ｐｎは、前回算出された出力電力Ｐ（ｎ−１）に比べて減少し、最大出力電力点は現在値より小さいため、制御部１７は、以下の演算式（８）を用いて新規デューティＤｎを算出する（ステップＳ５１５）。
Ｄｎ＝Ｄｎ−１−Δｄ  ・・・（８）
【００３７】
なお、演算式（８）を用いてデューティ変化量Δｄを求める際も上述したΔＰｎ＞０の場合と同様、定数ｋを出力電力差分ΔＰｎに乗じたものを使用するものとする。
【００３８】
制御部１７は、上記の手順で算出された新デューティＤｎを、太陽電池１１の出力を制御するＰＷＭインバータ１４のＦＥＴブリッジ４３（スイッチング素子）に出力する（ステップＳ５１６）。
上述したステツプＳ５０２以降の手順は、太陽電池１１の最大出力電力追従制御が終了するまでの間（ステップＳ５１７”ＹＥＳ”）、つまり、出力電力Ｐｎが最大出力電力Ｐｍａｘに到達するまで、繰り返し実行される。なお、この間、ＰＷＭインバータ１４のＦＥＴブリッジ４３は、制御部１７により出力される新デューティＤｎに基づき、都度、太陽電池１１から供給される電力をスイッチングして負荷１５に供給する。
【００３９】
なお、図３に示した太陽電池１１の電流電圧特性は、その種類によって異なり、また、出力電圧Ｖｎは、太陽電池１１の直列接続数によっても異なる。このため、上述した本発明に係る実施例の太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０において、接続する太陽電池１１の種類を複数種選択できる場合は、その特性に対応できるように、予め複数のデューティマップを用意して選択できるようにし、また、太陽電池１１の直列接続数を複数種選択できる場合も同様にする。このことにより、柔軟性、拡張性の高い太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０を提供することができる。また、その場合、それぞれのデューティマップは、不図示の選択スイッチを付加してハードウエア的に、もしくはソフトウエア的に選択できるような配慮が必要である。
【００４０】
以上の説明を纏めると、次の通りである。
制御部１７は、電圧検出部１２により検出された太陽電池１１の出力電圧に基づき記憶部１６から対応するデューティ値を読み出し、太陽電池出力制御用スイッチング素子（ＰＷＭインバータ１４のＦＥＴブリッジ４３）のデューティを制御する。このため、本発明の実施例に係る太陽電池を用いた発電設備の最大出力電力追従制御装置１０は、検出された太陽電池１１の出力電圧に応じた最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始でき、従って、最大出力電力点到達までの所要時間が短縮され、出力効率の向上が図れる。
【００４１】
また、制御部１７は、デューティを増減させたときの出力が増加した場合は最大出力電力が現時点での電力より正側にあり、減少した場合は負側にあることを利用し、電圧検出部１２により検出された太陽電池１１の出力電圧に応じた最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始する。例えば、ある制御周期での電力に対して正側に最大出力電力があると判定された場合、制御部１７は、その次の制御周期で、現時点のデューティからある一定値だけ増加させ、再びデューティを増減させ、その時点での電力が最大出力電力に対して正側または負側にあるかを判定する。これを繰り返して実際の電力が最大出力電力に近づくように制御する。このことにより、電圧検出部１２により検出された太陽電池１１の出力電圧に応じた最大出力電力点近傍から最大出力電力追従制御を開始し、「山登り法」に基づく最大出力電力点を探索できるため、最大出力電力点到達までの所要時間が短縮され、出力効率の向上が図れる。
【００４２】
更に、制御部１７は、出力電力差分ΔＰｎと出力電力Ｐｎとにより記憶部１６を参照して比例定数ｋを得、この比例定数ｋを出力電力差分ΔＰｎに乗じてデューティ差分値Δｄを算出する。このため、デューティ差分値Δｄを可変にすることができ、太陽電池１１の種別、もしくは発電設備の規模に依存しない柔軟、拡張性の高い最大出力電力追従制御が可能になる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…最大出力電力追従制御装置、１１…太陽電池、１２…電圧検出部、１３…電流検出部、１４…ＰＷＭインバータ、１５…負荷、１６…記憶部、１７…制御部、４１…レクチファイヤ、４２…ＤＣ−ＤＣコンバータ、４３…ＦＥＴブリッジ（太陽電池出力制御用スイッチング素子）、４４…ＬＣフィルタ。
【図１】
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【図２】
2010250605.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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