(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、前記昇圧回路の出力電力を交流電力に変換し、系統電流に供給する太陽光発電用電力変換装置の起動方法において、
前記昇圧回路の出力電力を監視し、前記昇圧回路の出力電力が設定値以上になると、前記太陽光発電用電力変換装置のインバータ回路を起動することを特徴とする、太陽光発電用電力変換装置の起動方法。
【請求項２】
太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、前記太陽電池の出力電力を交流電力に変換し、系統電源に供給する太陽光発電用電力変換装置の起動方法において、
前記太陽電池の出力電圧を監視し、該出力電圧がある基準値を超えたことを検出すると、前記系統電源から制御電源を取って前記太陽光発電用電力変換装置の制御回路を動作させて、該制御回路が動作を開始すると、前記昇圧回路を動作させ前記昇圧回路の出力電力を監視し、前記昇圧回路の出力電力が設定値以上になると、前記太陽光発電用電力変換装置のインバータを起動することを特徴とする、太陽光発電用電力変換装置の起動方法。
【請求項３】
太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、前記昇圧回路の出力電力を交流電力に変換し、系統電源に供給する太陽光発電用電力変換装置において、
前記昇圧回路の出力電圧と前記系統電源の整流器出力電圧を比較して、電圧の高い方から電力を取る切り換え回路と、
前記太陽電池の出力電圧がある基準値を超えると、前記切り換え回路から制御電源を取るようにする監視回路を備え、
前記太陽光発電用電力変換装置の制御回路は、前記太陽電池の出力電圧が前記基準値を超えると前記監視回路によって前記切り換え回路から制御電源を取って動作し、次に前記昇圧回路を動作させて、前記昇圧回路の出力電圧を前記系統電源の整流器出力電圧よりも高めの設定電圧に昇圧するように制御し、前記昇圧回路の出力電圧が前記設定電圧で安定した場合に、前記太陽光発電用電力変換装置のインバータ回路を起動することを特徴とする太陽光発電用電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、太陽電池の出力電圧を昇圧する昇圧回路を有し、昇圧回路の出力電力を交流電力に変換し、系統電源に供給する太陽光発電用電力変換装置の起動方法および太陽光発電用電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、太陽光発電用電力変換装置の起動は、
▲１▼太陽電池の出力電圧を監視して太陽電池の出力電圧が基準値以上になると、電力変換装置を起動する（特開昭５８−１７２７２４号）。
▲２▼太陽電池の出力を短絡して短絡電流を監視し、太陽電池の短絡電流が基準値以上になると電力変換装置を起動する。
等の方法で行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
太陽電池はその特性から、日射量によって発電電力が大きく変動する。太陽電池から出力電力を有効に取り出すには、太陽電池の発電電力が小さいときでも電力を取り出すことが望ましい。したがって、夜から朝にかけて日射量が零から次第に増えていくような場合には、太陽電池の発電電力の増加を的確にとらえて夜間停止していた電力変換装置を起動することが、太陽電池から有効に電力を取り出すことになる。
太陽電池の出力電圧を監視し、太陽電池の発電電力を推定し、電力変換装置を起動する方法では、太陽電池の開放電圧が、発電電力が低い場合でもすぐに上昇するため、太陽電池の発電電力の推定には不適であり、これを起動方法に用いた電力変換装置ではチャタリングを起こしやすい。また、太陽電池の短絡電流で監視する方法では、太陽電池の発電電力を比較的容易に推定できるが、短絡電流を測定している間は太陽電池の発電電力が利用できないという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、太陽電池の発電電力を容易に計測することができ、かつ計測中でも太陽電池の発電電力を有効に利用できる、太陽光発電用電力変換装置の起動方法および太陽光発電用電力変換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の太陽光発電用電力変換装置の起動方法は、昇圧回路の出力電力を監視し、昇圧回路の出力電力が設定値以上になると、太陽光発電用電力変換装置のインバータ回路を起動することを特徴とする。
本発明の他の太陽光発電用電力変換装置の起動方法は、太陽電池の出力電圧を監視し、該出力電圧がある基準値を超えたことを検出すると、系統電源から制御電源を取って太陽光発電用電力変換装置の制御回路を動作させ、該制御回路が動作を開始すると、昇圧回路を動作させ、昇圧回路の出力電力を監視し、昇圧回路の出力電力が設定値以上になると、太陽光発電用電力変換装置のインバータを起動することを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の太陽光発電用電力変換装置は、
昇圧回路の出力電圧と系統電源の整流器出力電圧を比較して、電圧の高い方から電力を取る切り換え回路と、
太陽電池の出力電圧がある基準値を超えると、切り換え回路から制御電源を取るようにする監視回路を備え、
太陽光発電用電力変換装置の制御回路は、太陽電池の出力電圧が基準値を超えると監視回路によって切り換え回路から制御電源を取って動作し、次に昇圧回路を動作させて、昇圧回路の出力電圧を系統電源の整流器出力電圧よりも高めの設定電圧に昇圧するように制御し、昇圧回路の出力電圧が前記設定電圧で安定した場合に、インバータ回路を起動することを特徴とする。
【０００７】
【作用】
（１）太陽電池の発電能力を昇圧回路の出力電力で監視することで、昇圧回路の出力電力を電力変換装置の制御電源または負荷等に有効に利用でき、また太陽電池から取る電力を昇圧回路で制御できるのでチャタリングを防止した起動が可能になる。
（２）太陽電池の出力電圧を監視して、出力電圧がある基準値を超えたことを検出すると、系統電源から制御電源を取って電力変換装置の制御回路を動作させて昇圧回路を動作させることによって、（１）の効果に加えて、電力変換装置が停止しているときの消費電力を抑えることができる。
（３），（２）の効果に加えて、太陽電池の出力電力を切り換え回路によって制御電源の電力として有効に利用でき、この場合、太陽電池の出力電圧の安定化は「太陽電池の出力電力」＞「制御電源の消費電力」であるため、太陽電池の発電能力の測定を太陽電池出力電圧の測定で簡略化できる。
【０００８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施例の太陽光発電用電力変換装置を示す回路図、図２はその動作を示すフローチャートである。
本実施例は、太陽電池１の出力電圧を昇圧する昇圧チョッパ２と、チョッパ出力コンデンサ３と、逆流防止用ダイオード４，８と、昇圧チョッパ２の出力を交流に変換するインバータ５と、系統電源６と、整流回路７と、平滑コンデンサ９と、昇圧チョッパ２とインバータ５を制御するとともに、これらに制御電源を供給する制御電源・制御回路１０で構成されている。
逆流防止用ダイオード４，８は、昇圧チョッパ出力電圧Ｖ１と整流回路８の出力電圧を比較して、高い電圧の方から制御電源・制御回路１０へ電力を供給する切り換え回路（ダイオード優先回路）を構成している。制御電源・制御回路１０は、太陽電池１の出力電圧を監視し、太陽電池１の出力電圧がある基準値を超えると前記切り換え回路から制御電源を取るようにする監視回路を内蔵している。この監視回路は無電源または太陽電池１から取る微弱な電力で動作するものを用いる。整流回路７は絶縁のためのトランス等を含んでいる。
【０００９】
次に、本実施例の動作を説明する。
制御回路１０は、明け方に太陽が上り始め太陽電池１に日が射し、太陽電池１の出力電圧Ｖｓｏｌａ  がある基準値Ｖｓｓ  を超えたことを検出すると（ステップ１１）、ダイオード４，８で構成されるダイオード優先回路の出力（平滑コンデンサ９の出力）から電力を取れるようにする監視回路が動作し、制御電源１０がオンになる（ステップ１２）。このときの整流回路７の出力電圧をＶｐｏ  とする。制御電源がオンすると、次に制御回路１０は昇圧チョッパ２を動作させ、昇圧チョッパ２の時比率を０から次第に増加させていき（ソフトスタート）、昇圧チョッパ２の出力電圧Ｖ１を設定電圧Ｖｃｏ（＞Ｖｐｏ）に昇圧するように時比率を制御する（ステップ１３）。この時比率の制御は、昇圧チョッパ２内にあるスイッチ（トランジスタ等）がオンになっている時間とオフになっている時間の比を変えることにより行われる。
【００１０】
太陽電池１の発電電力が制御回路１０を動かせる程に大きくない場合には、昇圧チョッパ２の出力電圧Ｖ１がＶｐｏ  を超えると、ダイオード４がオンし、ダイオード８がオフになるため、チョッパ出力コンデンサ３にたまっている電荷の一部は制御電源１０に引き抜かれて（取り出されて）、出力電圧Ｖ１は昇圧チョッパ２の制御に追従できずに下降し、Ｖ１はＶｐｏ  以下になって、再び昇圧チョッパ２の制御によって出力電圧Ｖ１は上昇するという動作を繰り返す。つまり、太陽電池１の出力電力が制御回路１０の消費電力よりも少ないときには太陽電池１の発電電力は昇圧チョッパ出力コンデンサ３に蓄積されて、昇圧チョッパ出力電圧Ｖ１がＶｐｏ  よりも高くなった時点で制御電源１０へ電力を放出するという、電力の蓄積と放出の動作を繰り返すことになる。この動作によって太陽電池１の発電電力が制御回路１０の消費電力よりも少ないときの発電電力も制御回路１０用の電力として利用できる。
【００１１】
しかも、太陽電池１の発電電力が制御回路１０を動かせるように大きくなると、昇圧チョッパ２の出力電圧Ｖ１は制御に追従して、出力電圧Ｖ１はＶｃｏ（＞Ｖｏｐ）に安定化されるので、この電圧の安定化を検出することで、太陽電池１の発電能力が制御電源の消費電力以上になっていることがわかる。
制御回路１０は制御電源の入力電圧（平滑コンデンサ９の両端電圧）を常時監視して、昇圧チョッパ２の出力電圧Ｖ１が設定電圧Ｖｃｏに安定化していること、つまり昇圧チョッパ２から安定して制御回路１０の消費電力を確保していることを確認すると（ステップ１４）、インバータ５を起動して電力の送電を開始する（ステップ１５）。
なお、請求項１，２の「昇圧回路の出力電力の設定値」は本実施例では制御電源・制御回路１０の消費電力に相当する。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、太陽電池の出力電圧が基準値以上に上昇した後に制御電源を系統電源をもらい、昇圧回路を起動し、太陽光電力変換装置のインバータを起動させることにより、太陽光電力変換装置が停止している間の制御電源用の電力を不用にし、太陽電池の発電電力を容易に計測することができ、かつ昇圧回路の動作後には太陽電池の発電電力を早期に利用できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の太陽光発電用電力変換装置の回路図である。
【図２】図１の太陽光発電用電力変換装置の起動方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    太陽電池
２    昇圧チョッパ
３    チョッパ出力コンデンサ
４，８    逆流防止用ダイオード
５    インバータ
６    系統電源
７    整流回路
１０    制御電源・制御回路
１１〜１５    ステップ
【図１】
0003546899.tif 000002
【図２】
0003546899.tif 000003