(57)【要約】【課題】太陽光発電システムにおいて、常に電力−電圧特性を正確に把握することにより、最大の発電量を得る太陽光発電技術を提供する。【解決手段】太陽光発電システムにおいて、太陽電池アレイ１の部分影状態を監視するための太陽電池アレイ監視カメラ９と、太陽電池アレイ１の温度状態を監視するための温度測定手段１３と、太陽電池アレイ１の日射量を監視するための日射量測定手段１５とを設ける。そして、太陽電池アレイ監視カメラ９から検出される部分影状態から、太陽電池アレイ１の電力−電圧曲線の形状を推測し、温度測定手段１３による温度情報からその特性の電圧絶対値を、日射量測定手段１５による日射量情報から電力絶対値を推測し、太陽電池アレイ１の電力−電圧特性を推測して、この特性の電力がピークとなる電圧値を出力電圧とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池モジュールを直列に接続した太陽電池ストリングを一つの単位として、複数の前記太陽電池ストリングを並列接続することによって構成された太陽電池アレイと、
前記太陽電池アレイの出力電圧を制御する電圧制御部と、
前記太陽電池アレイの状態を監視する監視カメラと、
前記監視カメラの映像から前記太陽電池アレイの部分影状態を検出する影解析手段と、
前記太陽電池アレイの温度状態を監視する温度測定手段とを備え、
前記電圧制御部は、前記影解析手段からの部分影情報と前記温度測定手段からの温度情報とから、出力電圧値を決定することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項２】
請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電圧制御部は、前記部分影情報から電力−電圧特性の相対形状を決定し、前記温度情報から前記電力−電圧特性の電圧絶対値を決定することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項３】
請求項２記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電圧制御部は、前記電力−電圧特性の電力が最大となる電圧値を出力することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項４】
請求項１記載の太陽光発電システムにおいて、
さらに、前記太陽電池アレイの日射量を監視する日射量測定手段を備え、
前記電圧制御部は、前記影解析手段からの部分影情報と前記温度測定手段からの温度情報と前記日射量測定手段からの日射量情報とから、出力電圧値を決定することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項５】
請求項４記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電圧制御部は、前記部分影情報から電力−電圧特性の相対形状を決定し、前記温度情報から前記電力−電圧特性の電圧絶対値を決定し、前記日射量情報から電力値を決定することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項６】
請求項５記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電圧制御部は、前記電力−電圧特性の電力が最大となる電圧値を出力することを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項７】
請求項６記載の太陽光発電システムにおいて、
前記電圧制御部は、
前記温度情報から前記太陽電池アレイの発電する電力と電圧の関係における温度変動による電圧値シフトを予測し、前記日射量情報から前記太陽電池アレイの発電する電力と電圧の関係における日射量変動による電力値シフトを予測し、発電量情報として出力する発電量解析手段と、
前記部分影情報から予測される電力―電圧特性の形状に、前記発電量情報の電圧値、電力値シフトの情報を加味し、電力−電圧特性を予測し、この予測した特性から電力が最大となる電圧値を予測し、その電圧値を前記電圧制御部が出力するように、出力電圧制御信号を出力する電力−電圧特性解析手段と、
前記太陽電池アレイからの発電電流を、前記出力電圧制御信号に従って電圧に変換し、出力電圧として出力する出力電圧制御回路とを備えることを特徴とする太陽光発電システム。
【請求項８】
太陽電池アレイの出力電圧を制御する電圧制御部を備え、
前記電圧制御部は、前記太陽電池アレイの状態を監視する監視カメラの映像から前記太陽電池アレイの部分影状態を検出する影解析手段からの部分影情報と、前記太陽電池アレイの温度状態を監視する温度測定手段からの温度情報とから、出力電圧値を決定することを特徴とする太陽光発電制御装置。
【請求項９】
請求項８記載の太陽光発電制御装置において、
前記電圧制御部は、前記部分影情報から電力−電圧特性の相対形状を決定し、前記温度情報から前記電力−電圧特性の電圧絶対値を決定することを特徴とする太陽光発電制御装置。
【請求項１０】
請求項９記載の太陽光発電制御装置において、
前記電圧制御部は、前記電力−電圧特性の電力が最大となる電圧値を出力することを特徴とする太陽光発電制御装置。
【請求項１１】
請求項８記載の太陽光発電制御装置において、
前記電圧制御部は、前記部分影情報と前記温度情報と前記太陽電池アレイの日射量を監視する日射量測定手段からの日射量情報とから、前記出力電圧値を決定することを特徴とする太陽光発電制御装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の太陽光発電制御装置において、
前記電圧制御部は、前記部分影情報から電力−電圧特性の相対形状を決定し、前記温度情報から前記電力−電圧特性の電圧絶対値を決定し、前記日射量情報から電力値を決定することを特徴とする太陽光発電制御装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の太陽光発電制御装置において、
前記電圧制御部は、
前記温度情報から前記太陽電池アレイの発電する電力と電圧の関係における温度変動による電圧値シフトを予測し、前記日射量情報から前記太陽電池アレイの発電する電力と電圧の関係における日射量変動による電力値シフトを予測し、発電量情報として出力する発電量解析手段と、
前記部分影情報から予測される電力―電圧特性の形状に、前記発電量情報の電圧値、電力値シフトの情報を加味し、電力−電圧特性を予測し、この予測した特性から電力が最大となる電圧値を予測し、その電圧値を前記電圧制御部が出力するように、出力電圧制御信号を出力する電力−電圧特性解析手段と、
前記太陽電池アレイからの発電電流を、前記出力電圧制御信号に従って電圧に変換し、出力電圧として出力する出力電圧制御回路とを備えることを特徴とする太陽光発電制御装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の太陽光発電制御装置において、
さらに、前記太陽電池アレイの状態を監視する監視カメラの映像から前記太陽電池アレイの部分影状態を検出する影解析手段を備えることを特徴とする太陽光発電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電技術に関し、特に、太陽電池からの出力電力値が最大となるように制御する太陽光発電システムに適用可能な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の太陽光発電システムは、太陽電池モジュールを複数枚直列に並べたストリングと呼ばれる単位が並列に並べられることによって構成される。各太陽電池モジュールには、逆バイアスが掛かった時、逆方向電流が流れるのを防止するため、バイパスダイオードが取り付けられている。このバイパスダイオードにより、直列に並べた太陽電池モジュールに影ができた場合や、故障が発生した場合にストリング単位で発電が停止することを防ぐことができる。
【０００３】
また、太陽光発電システムの出力は、システムから高効率な電力を得るために制御が行われる。一般的に用いられている方法として、非特許文献１記載の「山登り法」と呼ばれる方法がある。
【０００４】
しかしながら、太陽電池アレイに部分陰が差し掛かると、太陽電池の電圧−電力特性に複数の極値を持つことがある。この場合、「山登り法」では、最適ではない極値付近での出力電圧制御となり、結果として電力効率が落ちる可能性がある。これをカメラ映像から極値の位置を把握する手法が、非特許文献２に記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＥＥＥ  ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ  ＯＮ  ＥＮＥＲＧＹ  ＣＯＮＶＥＲＳＩＯＮ，ＶＯＬ．２，Ｎｏ２，２００７，ｐｐ．４３９−４４９
【非特許文献２】「太陽光発電フィールドテスト事業に関する運転データの収集・分析手法の開発及び分析評価」，平成１８年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構委託業務成果報告書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記非特許文献２の技術は、相対的な極値の形状は把握できるが、その他の要因（温度や日射量）については考慮されておらず、特に温度による極値に対応する出力電圧値のシフトは、最適条件の把握のためには無視できない要因である。
【０００７】
そこで、本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、太陽光発電システムにおいて、常に電力−電圧特性を正確に把握することにより、最大の発電量を得る太陽光発電技術を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１０】
すなわち、代表的なものの概要は、太陽電池アレイの出力電圧を制御する電圧制御部と、太陽電池アレイの状態を監視する監視カメラと、監視カメラの映像から太陽電池アレイの部分影状態を検出する影解析手段と、太陽電池アレイの温度状態を監視する温度測定手段とを備える。そして、電圧制御部は、影解析手段からの部分影情報と温度測定手段からの温度情報とから、出力電圧値を決定することを特徴とする。
【００１１】
具体的には、太陽電池アレイの部分影状態を監視するための太陽電池アレイ監視カメラと、太陽電池アレイの温度状態を監視するための温度測定手段とを設ける。そして、太陽電池アレイ監視カメラから検出される部分影状態から、太陽電池アレイの電力−電圧曲線の形状を推測し、温度測定手段による温度情報からその特性の電圧絶対値を推測し、太陽電池アレイの電力−電圧特性を推測して、この特性の電力がピークとなる電圧値を出力電圧とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１３】
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、太陽電池アレイ監視カメラにより検出される部分影の状態から推測できる太陽電池アレイの電力―電圧曲線に、温度情報から電圧の絶対値を推測することにより、より正確な電力−電圧特性を推測することを可能とし、ここから電力が最大となる電圧値を出力電圧とすることにより、迅速で正確な高効率制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態である太陽光発電システムの構成例を示す図である。
【図２】図１記載の出力電圧制御回路の内部構成の一例を示す図である。
【図３】図１記載の太陽電池アレイに影が存在しない場合の電流−電圧特性、電力−電圧特性を示す図である。
【図４】図１記載の太陽電池ストリングの内部構成と、影ができた状態の一例を示す図である。
【図５】図１記載の太陽電池アレイに図４記載のような一部に影が存在する場合の電流−電圧特性、電力−電圧特性を示す図である。
【図６】図５記載の有影時電流−電圧特性、および電力−電圧特性の温度変化に対する特性変動を示す図である。
【図７】図５記載の有影時電流−電圧特性、および電力−電圧特性の日射量変化に対する特性変動を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態である太陽光発電システムの構成例を示す図である。図１において、１は太陽電池アレイ、２は太陽電池ストリング、３はバイパスダイオード内蔵太陽電池モジュール（単に太陽電池モジュールとも記す）、４は太陽電池負極、５は太陽電池正極であり、太陽電池ストリング２はバイパスダイオード内蔵太陽電池モジュール３を直列に接続したものであり、太陽電池ストリング２の各々の太陽電池正極５と太陽電池負極４を並列に接続することにより、太陽電池アレイ１を構成する。したがって、各々の太陽電池ストリング２で発電、出力される電流は太陽電池正極５へ集まることとなる。
【００１７】
６は出力電圧制御回路、７は出力電圧、８は出力ＧＮＤであり、出力電圧制御回路６は、太陽電池正極５から入力される発電によって発生した電流を、後述する出力電圧制御信号２２に従って設定される電圧値に変換して、出力電圧７として出力する。
【００１８】
９は太陽電池アレイ監視カメラ、１０は太陽電池アレイ映像情報であり、太陽電池アレイ監視カメラ９は太陽電池アレイ１上の影の状態を監視し、太陽電池アレイ映像情報１０として出力する。
【００１９】
１１は影解析手段、１２は太陽電池アレイ影情報であり、影解析手段１１は太陽電池アレイ映像情報１０から、太陽電池アレイ１の上のどの部分に影ができているかを解析し、太陽電池アレイ影情報１２として出力する。
【００２０】
１３は温度測定手段、１４は温度情報であり、温度測定手段１３は太陽電池モジュール３上の温度を測定し、温度情報１４として出力する。
【００２１】
１５は日射量測定手段、１６は日射量情報であり、日射量測定手段１５は太陽電池モジュール３上の日射量を測定し、日射量情報１６として出力する。
【００２２】
１７は発電量解析手段、１８は発電量情報であり、発電量解析手段１７は温度情報１４から後述する発電電流が０となる電圧値を解析し、日射量情報１６から後述する発電電流の絶対値を解析し、発電量情報１８として出力する。
【００２３】
１９は電力−電圧特性解析手段、２０は出力電圧情報、２１は出力電流情報、２２は出力電圧制御信号であり、電力−電圧特性解析手段１９は、太陽電池アレイ影情報１２から、太陽電池アレイ１の出力電圧に対して得られる電力の特性形状を予測し、発電量情報１８からその形状の縦方向にあたる電力の絶対値と横方向にあたる電圧の絶対値を予測し、電力−電圧特性を予測することにより、電力が最大となるように出力電圧制御回路６が出力する電圧を制御する出力電圧制御信号２２を出力する。このとき、後述する出力電圧情報２０、出力電流情報２１をフィードバックして制御に解析に用いることにより、電力最大値を得るための電圧設定の精度を向上する。
【００２４】
以上のように、本実施の形態である太陽光発電システムは、太陽電池アレイ１、太陽電池アレイ監視カメラ９、温度測定手段１３、日射量測定手段１５、電圧制御部などから構成される。この太陽光発電システムにおいて、温度測定手段１３と日射量測定手段１５には、例えば、温度センサと日射量センサなどが用いられる。さらに、太陽光発電システムの電圧制御部は、影解析手段１１、発電量解析手段１７、電力−電圧特性解析手段１９、出力電圧制御回路６などから構成される。この電圧制御部は、太陽光発電制御装置として構成され、例えば、影解析手段１１と発電量解析手段１７と電力−電圧特性解析手段１９はパーソナルコンピュータ上で動作するプログラムなどのソフトウェアで実現され、出力電圧制御回路６はアナログ回路などのハードウェアで実現される。
【００２５】
図２は、図１記載の出力電圧制御回路６の内部構成の一例を示す図である。図２において、２３は電圧制御パルス生成回路、２４は電圧制御パルス、２５はコイル、２６はスイッチング素子、２７はダイオード、２８はコンデンサであり、コイル２５、スイッチング素子２６、ダイオード２７により構成された昇圧チョッパ回路が電圧制御パルス２４によりスイッチング素子２６の導通時間を制御することにより出力電圧７の電圧値を制御するため、電圧制御パルス生成回路２３は、出力電圧制御信号２２に従った電圧値を出力するように電圧制御パルス２４を生成する。２９は電圧計、３０は電流計であり、出力電圧制御回路６の状態をフィードバックするための情報を、出力電圧情報２０、出力電流情報２１として出力する。
【００２６】
図３は、図１記載の太陽電池アレイ１に影が存在しない場合の電流−電圧特性、電力−電圧特性を示す図である。図３において、３１は無影時電流−電圧特性曲線であり、ある出力電圧まで一定の電流を出力する特性を示している。３２は無影時電力−電圧特性曲線、３３は無影時電力ピーク電圧値であり、無影時電力−電圧特性曲線３２は、無影時電流−電圧特性曲線３１を電力の特性に置き換えた（電流×電圧）ものである。このとき、電力が最大となる電圧が無影時電力ピーク電圧である。このピークを探索する手法として、先の従来技術で説明した「山登り法」がある。
【００２７】
図４は、図１記載の太陽電池ストリング２の内部構成と、影ができた状態の一例を示す図である。図４において、３４は太陽電池モジュール、３５はバイパスダイオードであり、太陽電池モジュール３４は発電時に左側から右側に電流が発生し、各々の太陽電池モジュール３４で発電された電流が太陽電池正極５へ出力される。バイパスダイオード３５は、直列に接続された太陽電池モジュール３４に故障等が発生した場合に太陽電池ストリング２として電流が流れなくなってしまうことを防ぐ役割を果たしている。３６は日向部分、３７は日陰部分であり、日陰部分３７に含まれる太陽電池モジュール３４は発電量が減少する。ここで、太陽電池モジュール３４は直列に接続されているため、発電による電流量は日陰部分３７の減少した電流量に律速することとなる。
【００２８】
図５は、図１記載の太陽電池アレイ１に図４記載のような一部に影が存在する場合の電流−電圧特性、電力−電圧特性を示す図である。図５において、３８は有影時電流−電圧特性曲線であり、ある電圧までは影がない太陽電池ストリング２の出力電流を出力するが、その電圧を越えると、影がある太陽電池ストリング２の出力電流が出力となる特性を示している。３９は有影時電力−電圧特性曲線、４０は有影時電力ピーク電圧値、４１は山登り法使用時電力ピーク電圧値であり、有影時電力−電圧特性曲線３９は、有影時電流−電圧特性曲線３８を電力の特性に置き換えた（電流×電圧）ものである。ここで、電力のピークは有影時電力ピーク電圧値４０であり、先に説明した無影時電力ピーク電圧値３３とは異なる値を示していることがわかる。また、このピークを探索する手法として、先の従来技術で説明した「山登り法」を使用した場合、無影時電力ピーク電圧値３３に近い電圧値でピークとなる、山登り法使用時電力ピーク電圧値４１となることを示している。つまり、影情報を用いることにより、正しいピーク電力電圧値を高速に推測することができる。
【００２９】
図６は、図５記載の有影時電流−電圧特性、および電力−電圧特性の温度変化に対する特性変動を示す図である。図６において、４２は高温時電流−電圧特性曲線、４３は低温時電流−電圧特性曲線であり、太陽電池アレイ１が、電流−電圧特性の電流が０となる電圧の値が高温時は低電圧側へ、低温時は高電圧側へシフトする特性を持つことを示している。４４は高温時電力−電圧特性曲線、４５は低温時電力−電圧特性曲線、４６は高温時電力ピーク電圧値、４７は低温時電力ピーク電圧値であり、温度による電流−電圧特性の変動により、有影時電力ピーク電圧値４０から高温時電力ピーク電圧値４６、低温時電力ピーク電圧値４７にシフトしていることを示している。つまり、影情報に温度情報を合わせることによる、さらに高速に正しいピーク電力電圧値を推測することができる。
【００３０】
図７は、図５記載の有影時電流−電圧特性、および電力−電圧特性の日射量変化に対する特性変動を示す図である。図７において、４８は多日射時電流−電圧特性曲線、４９は少日射時電流−電圧特性曲線であり、太陽電池アレイ１が、電流量の絶対値が多日射時は高電流側へ、少日射時は低電流側へシフトする特性を持つことを示している。５０は多日射時電力−電圧特性曲線、５１は少日射時電力−電圧特性曲線であり、日射量の変動により、電力ピーク電圧値に変動はないが、電力ピークの絶対値が変動していることを示している。つまり、影情報、温度情報に加え、電力ピークの絶対値も合わせることにより、ピーク電力電圧値の推測の精度を上げることができる。
【００３１】
以下、図１〜図７を用いて、本実施の形態における太陽光発電システムの出力電力が最大となるように出力電圧を制御することによる高効率化について説明する。
【００３２】
まず、図１を用いて、制御の流れを説明する。図１で、太陽電池アレイ１はバイパスダイオード内蔵太陽電池モジュール３を直列に接続した太陽電池ストリング２を並列に接続した構成であり、太陽光により発電された電流は太陽電池正極５から出力電圧制御回路６に出力される。
【００３３】
太陽電池アレイ監視カメラ９は、発電の妨げとなる太陽電池アレイ１上の影やゴミの状態を監視し、太陽電池アレイ映像情報１０として出力する。
【００３４】
影解析手段１１は、太陽電池アレイ映像情報１０から、各々のバイパスダイオード内蔵太陽電池モジュール３にかかる影（ゴミも含めて）の状態を検出し、太陽電池アレイ影情報１２として出力する。
【００３５】
温度測定手段１３は、太陽電池モジュール３の温度を測定し、温度情報１４を出力する。
【００３６】
日射量測定手段１５は、太陽電池モジュール３の日射量を測定し、日射量情報１６として出力する。
【００３７】
発電量解析手段１７は、温度情報１４から太陽電池アレイ１の発電する電力と電圧の関係における温度変動による電圧値シフトと、日射量情報１６から日射量変動による電力値シフトを予測し、発電量情報１８として出力する。
【００３８】
電力−電圧特性解析手段１９は、太陽電池アレイ影情報１２から予測される電力―電圧特性の形状に、発電量情報１８の電圧値シフト、電力値シフトの情報を加味し、電力−電圧特性を予測する。予測した特性から電力が最大となる電圧値を予測し、その電圧値を出力電圧制御回路６が出力するように、出力電圧制御信号２２を出力する。詳細は後で説明する。
【００３９】
出力電圧制御回路６は、太陽電池正極５からの発電電流を、出力電圧制御信号２２に従って電圧に変換し、出力電圧７として出力する。詳細は後で説明する。
【００４０】
ここでは、出力電圧情報２０、出力電流情報２１を設け、フィードバックすることにより、太陽電池アレイ影情報１２、発電量情報１８による電圧値の制御に加え、その電圧値付近で「山登り法」を適用して精度を上げることを可能としているが、太陽電池アレイ影情報１２、発電量情報１８による電圧値予測だけでも問題はない。
【００４１】
続いて、図２〜図７を用いて、図１記載の出力電圧制御回路６が、出力電力が最大となるように、出力電圧を制御する詳細動作について説明する。
【００４２】
図２で、電圧制御パルス生成回路２３は、電力が最大となる電圧値を指示する出力電圧制御信号２２に従って、後段の昇圧チョッパ回路（コイル２５、スイッチング素子２６、ダイオード２７、コンデンサ２８で構成）の出力電圧を制御する電圧制御パルス２４を生成する。昇圧チョッパ回路は、スイッチング素子２６の導通時間によって出力電圧を制御し、出力電圧として出力する。ここで、現在の状況をフィードバックするための電圧計２９、電流計３０を設けているが、先に説明したとおり、なくても動作可能である。
【００４３】
図３で、太陽電池アレイ１に全く影がない場合は、無影時電力−電圧特性曲線３２に従って、電力最大となる出力電圧は、無影時電力ピーク電圧値３３となることを示している。
【００４４】
一方、図４では、太陽電池アレイ１のある太陽電池ストリング２には全く影がなく、ある太陽電池ストリング２に影がある場合、太陽電池モジュール３が直列に接続されているために、発電によって得られる電流量は、影により発電量が落ちた部分の電流量に律速することを示している。
【００４５】
この結果、図５で、図４に示した２種類の特性を持つ太陽電池ストリング２からなる太陽電池アレイ１の電流−電圧特性は、有影時電流−電圧特性曲線３８のように２段階の電流特性を持つ形となり、その結果、電力−電圧特性は、有影時電力−電圧特性曲線３９のように低電圧側に最大のピーク、高電圧側に第２のピークを持つことを示している。
【００４６】
以上から、電力が最大となる電圧値は影の状態から推測できることとなるが、この電力−電圧特性は、温度や日射量によって変動するため、これらに対する制御の詳細を以下、図１、図６、図７を用いて詳細に説明する。
【００４７】
図６で、高温時の電流−電圧特性は、電流が０となる電圧値が低電圧側にシフトし、高温時電流−電圧特性曲線４２となり、低温時は電流が０となる電圧値が高電圧側にシフトし、低温時電流−電圧特性曲線４３となり、結果として、電力ピーク電圧値が各々、高温時電力ピーク電圧値４６、低温時電力ピーク電圧値４７に変動していることを示している。したがって、図１で電力−電圧特性解析手段１９は太陽電池アレイ影情報１２から電力−電圧特性の曲線を推測し、さらに温度情報１４から解析される発電量情報１８から、電力ピーク電圧値のシフトを推測することができる。
【００４８】
図７で、日射量が多いときの電流−電圧特性は、電流の絶対値が高電流側へシフトし、多日射時電流−電圧特性曲線４８となり、日射量が少ないときは電流の絶対値が低電流側へシフトし、少日射時電流−電圧特性曲線４９となり、結果として、電力ピーク時の絶対値が変動していることを示している。したがって、図１で電力−電圧特性解析手段１９は太陽電池アレイ影情報１２から電力−電圧特性の曲線を推測し、温度情報１４から解析される発電量情報１８から、電力ピーク電圧値のシフトを推測し、さらに日射量情報１６からそのときの電力絶対値を比較することにより、出力電圧制御の精度を上げることが可能となる。
【００４９】
上記本実施の形態によれば、太陽光発電システムの電力高効率化において、太陽電池アレイ監視カメラ９による太陽電池アレイ映像情報１０から影の状態を検出し、電力−電圧特性を予測することに加え、温度測定手段１３からの温度情報１４による電力ピーク電圧のシフトを合わせて出力電圧の制御に用いることにより、特性変動に対する出力電圧の最適値を迅速に設定することが可能となる。さらに、日射量測定手段１５からの日射量情報１６による電力ピークの絶対値変動を合わせることにより、精度を向上する効果を奏することができる。
【００５０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、周囲の環境変化や太陽電池の部分影に対する電力効率が向上するため、発電量を向上させることが可能な太陽光発電システムに利用可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１…太陽電池アレイ、２…太陽電池ストリング、３…バイパスダイオード内蔵太陽電池モジュール、４…太陽電池負極、５…太陽電池正極、６…出力電圧制御回路、７…出力電圧、８…出力ＧＮＤ、９…太陽電池アレイ監視カメラ、１０…太陽電池アレイ映像情報、１１…影解析手段、１２…太陽電池アレイ影情報、１３…温度測定手段、１４…温度情報、１５…日射量測定手段、１６…日射量情報、１７…発電量解析手段、１８…発電量情報、１９…電力−電圧特性解析手段、２０…出力電圧情報、２１…出力電流情報、２２…出力電圧制御信号、
２３…電圧制御パルス生成回路、２４…電圧制御パルス、２５…コイル、２６…スイッチング素子、２７…ダイオード、２８…コンデンサ、２９…電圧計、３０…電流計、
３１…無影時電流−電圧特性曲線、３２…無影時電力−電圧特性曲線、３３…無影時電力ピーク電圧値、
３４…太陽電池モジュール、３５…バイパスダイオード、３６…日向部分、３７…日陰部分、
３８…有影時電流−電圧特性曲線、３９…有影時電力−電圧特性曲線、４０…有影時電力ピーク電圧値、４１…山登り法使用時電力ピーク電圧値、
４２…高温時電流−電圧特性曲線、４３…低温時電流−電圧特性曲線、４４…高温時電力−電圧特性曲線、４５…低温時電力−電圧特性曲線、４６…高温時電力ピーク電圧値、４７…低温時電力ピーク電圧値、
４８…多日射時電流−電圧特性曲線、４９…少日射時電流−電圧特性曲線、５０…多日射時電力−電圧特性曲線、５１…少日射時電力−電圧特性曲線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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