(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備える昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムであって、
前記昇圧回路は、
前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
を備え、
前記制御回路は、
前記昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、前記スイッチング素子への制御信号出力を停止すると共に、自身が設定した昇圧比が所定のしきい値未満の場合に、自身が含まれる昇圧回路の昇圧動作を停止することを特徴する太陽光発電システム。
【請求項２】
前記制御回路は、自身の昇圧回路の出力電圧が所定の電圧値を超えたか否かを検出する過電圧検出回路をさらに備え、
一の昇圧回路の制御回路に具備される過電圧検出回路は、検出した過電圧検出信号を他の昇圧回路の制御回路に出力することを特徴する請求項１に記載の太陽光発電システム。
【請求項３】
複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備える昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備える太陽光発電システムであって、
前記昇圧回路は、
前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
を備え、
前記制御回路は、自身が含まれる昇圧回路の雰囲気温度が所定のレベルに達している場合に、前記スイッチング素子への制御信号に基づいて該昇圧回路に流れる電流を減少させることを特徴する太陽光発電システム。
【請求項４】
太陽電池回路から出力される直流電圧を所定のレベルまで昇圧する太陽光発電システムの昇圧ユニットにおいて、
前記太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
前記昇圧回路は、
前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
を備え、
前記制御回路は、前記昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、前記スイッチング素子への制御信号出力を停止すると共に、自身が設定した昇圧比が所定のしきい値未満の場合に、自身が含まれる昇圧回路の昇圧動作を停止することを特徴する太陽光発電システムの昇圧ユニット。
【請求項５】
前記制御回路は、自身の昇圧回路の出力電圧が所定の電圧値を超えたか否かを検出する過電圧検出回路をさらに備え、
一の昇圧回路の制御回路に具備される過電圧検出回路は、検出した過電圧検出信号を他の昇圧回路の制御回路に出力することを特徴する請求項４に記載の太陽光発電システムの昇圧ユニット。
【請求項６】
太陽電池回路から出力される直流電圧を所定のレベルまで昇圧する太陽光発電システムの昇圧ユニットにおいて、
前記太陽電池回路が出力する直流電圧を昇圧可能な昇圧回路を備え、
前記昇圧回路は、
前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、
前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、
を備え、
前記制御回路は、自身が含まれる昇圧回路の雰囲気温度が所定のレベルに達している場合に、前記スイッチング素子への制御信号に基づいて該昇圧回路に流れる電流を減少させることを特徴する太陽光発電システムの昇圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットに関するものであり、特に、太陽電池回路の発電電圧をパワーコンディショナの入力動作範囲内に上昇させ、太陽電池回路の直流電力を交流電力に変換して商用電力と系統連系する太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電システムは、太陽電池回路によって発電した直流電力をパワーコンディショナによって交流電力に変換するとともに、電力会社から供給される一般の商用電源と連系することで、余剰電力は系統側へ回生し、不足電力は系統側から供給されるようにした発電システムである。従来、この種の太陽光発電システムの一般的な構成として、例えば下記特許文献１に示されるようなものがある。図４は、特許文献１に示される太陽光発電システムの昇圧ユニットの一例を示す図である。
【０００３】
図４において、昇圧ユニット１０１は、複数の太陽電池モジュールの直列接続で構成される１単位（以下「太陽電池回路」と呼称）である太陽電池回路１００ａが接続される標準入力部１１０と、太陽電池回路１００ｂが接続される昇圧入力部１１２と、を備えている。標準入力部１１０は、昇圧回路を具備しない入力部であり、パワーコンディショナ１０２の入力動作範囲内の電圧を昇圧することなく供給可能な太陽電池回路の直列接続数を必要とする入力部である。一方、昇圧入力部１１２は、昇圧回路を具備する入力部であり、昇圧回路により太陽電池回路の電圧をパワーコンディショナの動作範囲まで昇圧する入力部である。標準入力部１１０および昇圧入力部１１２には、それぞれの入力段に開閉器が設けられ、各出力は昇圧ユニット１０１内で接続されて一系列にまとめられ、パワーコンディショナ１０２に出力される。パワーコンディショナ１０２では、昇圧ユニット１０１から出力された太陽電池回路の直流電力が交流電力に変換され、商用電力系統１０４と接続されて系統連系を行う。なお、同図に示す昇圧ユニットでは、図面簡略化のため２つの太陽電池回路（１００ａ，１００ｂ）のみを示しているが、通常はさらに多くの太陽電池回路が入力されることもある。また、太陽光発電システムの系統連系に関しては、既存の技術であるため詳細な説明は省略する。
【０００４】
太陽電池回路１００ｂが接続される昇圧入力部１１２には、リアクトル、スイッチング素子、ダイオード、コンデンサ等からなる主回路と、入力電圧Ｖｓ２および出力電圧Ｖｏ２に基づいて主回路のスイッチング素子に制御信号Ｓｇ２を供給する制御回路１１４と、出力電圧Ｖｏ２および温度センサが検知したスイッチング素子の温度Ｔ２に基づいて異常時に入力部の開閉器をトリップするためのトリップ信号を生成出力するトリップ信号発生部１１６と、が設けられている。
【０００５】
昇圧入力部１１２の昇圧回路は、昇圧回路を必要としない太陽電池回路１００ａの直列接続数（ｎ１）と昇圧回路を必要とする太陽電池回路１００ｂの直列接続数（ｎ２）との比を目標昇圧比α＊（α＊＝ｎ１／ｎ２）として設定し、昇圧比一定制御を行う。昇圧入力部１１２の制御回路１１４は、実際の出力電圧Ｖｏ２と入力電圧Ｖｓ２との比である実昇圧比α（α＝Ｖｏ２／Ｖｓ２）と目標昇圧比α＊とを比較し、その誤差が小さくなるようにスイッチング素子へ伝送する信号Ｓｇ２のオン・オフ時間を最適化するように制御する。
【０００６】
図５は、直列接続数の異なる太陽電池回路の電圧−電力特性（以下単に「Ｖ−Ｐ特性」という）を示す図である。同図（ａ）には標準入力部１１０に接続される太陽電池回路１００ａのＶ−Ｐ特性を実線（Ｌ１）で示し、昇圧入力部１１２に接続される太陽電池回路１００ｂのＶ−Ｐ特性を破線（Ｌ２）で示している。同図（ａ）において、太陽電池回路の直列接続数の比で表される目標昇圧比α＊は、各入力部の開放電圧の比（Ｖｏ１／Ｖｏ２）と等しくなる。また、各太陽電池回路が最大出力となる電圧の比（Ｖｐ１／Ｖｐ２）も目標昇圧比α＊と略等しくなる。したがって、昇圧比一定制御により昇圧入力部１１２に接続される太陽電池回路１００ｂのＶ−Ｐ特性は同図（ｂ）の破線（Ｌ４）で示すようになり、昇圧入力部１１２の最大電力点Ｐ２ｍａｘが昇圧後にはＰ２ｍａｘ’に移動する。このとき、パワーコンディショナ１０２は、太線（Ｌ５）で示す標準入力部１１０と昇圧入力部１１２の合成出力特性のＰｍａｘ点で動作することになり、入力電力の最大電力を引き出すことができる。結果として、標準入力部１１０の太陽電池回路１００ａと、昇圧入力部１１２の太陽電池回路１００ｂとは、それぞれの出力電力が最大となる点で動作させることができる。
【０００７】
このように、昇圧ユニット１０１の出力に接続されるパワーコンディショナ１０２が運転状態にあるとき、昇圧入力部１１２は、目標昇圧比α＊が一定となるような目標昇圧比一定制御を行う。一方、昇圧ユニットの出力に接続されたパワーコンディショナ１０２が運転状態にないときは、昇圧ユニット１０１は無負荷状態に置かれることになり、昇圧入力部１１２の昇圧回路が昇圧動作を行うと出力電圧が上昇し、パワーコンディショナ１０２の入力電圧が許容入力電圧範囲を超えることになる。昇圧入力部１１２は、このような状態を検出し、昇圧ユニット１０１の出力電圧がパワーコンディショナ１０２の許容入力電圧範囲内に納まるような定電圧制御を行う。
【０００８】
他方、定電圧制御を行っていても、昇圧ユニット１０１の出力電圧がパワーコンディショナ１０２の許容入力電圧範囲を超える場合には、昇圧入力部１１２のトリップ信号発生部１１６が出力電圧Ｖｏ２の過電圧を検出し、入力段のブレーカ１２１をトリップして太陽電池回路との線路を開放することで、昇圧ユニット１０１とパワーコンディショナ１０２とが破損することを防止している。
【０００９】
また、昇圧入力部１１２のスイッチング素子１２２が短絡故障などを起こし、太陽電池回路１００ｂの短絡電流が継続して流れ続けるような場合には、スイッチング素子１２２の周辺に設置された温度センサ１２４により異常な温度上昇値がトリップ信号発生部１１６で検出され、入力段のブレーカ１２１をトリップして太陽電池回路１００ｂとの線路を開放して太陽電池回路１００ｂの短絡電流が継続して流れることを防止している。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−５１５７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、昇圧ユニットの昇圧回路が安定して運転しているとき、パワーコンディショナの保護機能が作動してパワーコンディショナが停止したときには、昇圧ユニットにとって急激な無負荷状態が発生したこととなり、昇圧ユニットの出力電圧がパワーコンディショナの入力電圧範囲内の上限を超える場合がある。このような状態に陥った場合、トリップ信号発生部が過電圧を検出して昇圧回路の入力ブレーカをトリップして太陽電池回路の線路を開放するように制御するが、万一、トリップ信号発生部が故障していると過電圧を検出できず、昇圧回路の出力が異常な過電圧となり、昇圧ユニット、パワーコンディショナが破損する可能性があるといった問題点があった。
【００１２】
また、従来の昇圧ユニットは、上述のように、トリップ信号発生部が出力電圧の過電圧や異常な温度上昇値を検出する場合、昇圧回路の入力ブレーカをトリップして太陽電池回路の線路を開放するようにしていた。しかし、一般的に太陽電池回路のような直流電力をトリップする開閉器（例えば電磁接触器）は非常に高価であり、部品サイズも比較的大きいので、製品のコストが上昇するとともに、製品のサイズも大型化するという問題点があった。
【００１３】
さらに、従来の昇圧ユニットは、昇圧回路を必要としない太陽電池回路１００ａの直列接続数（ｎ１）と昇圧回路を必要とする太陽電池回路１００ｂの直列接続数（ｎ２）の比を目標昇圧比α＊（α＊＝ｎ１／ｎ２）として設定し、昇圧比一定制御を行うが、太陽電池回路１００ａに対して太陽電池回路１００ｂの枚数が１枚だけ少ない場合など、目標とする昇圧比が小さいときに、太陽電池回路のばらつきや、太陽光の照射の程度などにより実際の昇圧比がほとんど１に等しくなるような場合に、昇圧回路の間欠動作により耳障りな騒音を発する可能性があった。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、昇圧ユニットに対して急激な無負荷状態が発生した場合であっても、昇圧ユニットや、パワーコンディショナの破損防止を確実に行うことのできる太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットを提供することを第１の目的とする。
【００１５】
また、本発明は、直流電力をトリップするための高価な開閉器を用いることなく、同機能をコンパクト、かつローコストで実現可能な太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットを提供することを第２の目的とする。
【００１６】
また、本発明は、昇圧回路の間欠動作によって発生する可能性のある耳障りな騒音を効果的に防止することができる太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットを提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる太陽光発電システムは、太陽電池回路の直流出力を交流に変換して商用電力系統と連系する太陽光発電システムにおいて、複数の太陽電池回路と、前記複数の太陽電池回路のそれぞれに接続され、該接続された太陽電池回路から出力される直流電圧を昇圧する昇圧回路を具備してなる昇圧ユニットと、前記昇圧ユニットから出力される直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナと、を備え、前記昇圧回路は、前記太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路と、前記制御回路から出力された制御信号に基づいて昇圧比を可変するスイッチング素子と、を備え、前記制御回路は、前記昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、前記スイッチング素子への制御信号出力を停止することを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、昇圧ユニットには、複数の太陽電池回路のそれぞれに接続される昇圧回路が備えられ、また、昇圧回路には、太陽電池回路出力の昇圧前出力電圧と昇圧後出力電圧とに基づいて昇圧比を可変する制御信号を出力する制御回路が備えられ、制御回路は、昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、昇圧比を可変するためのスイッチング素子への制御信号出力を停止する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる太陽光発電システムによれば、昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、スイッチング素子への制御信号出力を停止するようにしているので、過電圧検出による保護を高価な直流開閉器を製品に搭載してトリップする必要がなく、装置コストを低減化し、装置規模を小型化することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかる太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００２１】
図１は、本発明にかかる昇圧ユニットを含む太陽光発電システムの構成を示す図である。なお、同図に示す昇圧ユニットでは、図面簡略化のため３つの太陽電池回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃを示しているが、太陽電池回路入力数や、昇圧回路の数が拡張できることは言うまでもない。
【００２２】
図１において、例えば、寄棟屋根などの小スペースの屋根面にそれぞれ設置された太陽電池回路１０ａ，１０ｂ，１０ｃが昇圧ユニット１１に接続されている。昇圧ユニット１１には、太陽電池回路１０ａ，１０ｂのそれぞれに接続される昇圧回路２０ａ，２０ｂと、太陽電池回路１０ｃに接続されている標準入力部１８と、が搭載されており、これらの昇圧回路２０ａ，２０ｂおよび標準入力部１８の出力が昇圧ユニット１１内で接続されて一系列にまとめられ、パワーコンディショナ１２に出力される。パワーコンディショナ１２には、商用系統電圧を生成するための昇圧回路、太陽電池回路の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、系統連系するための保護装置等（いずれも図示省略）が内蔵されており、太陽電池回路の最大出力動作点で動作するように太陽電池回路の出力を制御（最大電力点追従制御）するとともに、商用電力系統１４と連系するための各種処理を行う。
【００２３】
つぎに、昇圧回路２０ａを用いて本発明の昇圧ユニットにかかる昇圧回路の構成を説明する。図１において、昇圧回路２０ａは、リアクトル２３、スイッチング素子２４、ダイオード２５、コンデンサ２６，２７、温度センサ２８、電流センサ２９などから構成される主回路と、制御回路２１ａと、を備えている。制御回路２１ａには、太陽電池回路１０ａの入力電圧Ｖｓ１と、昇圧回路２０ａの出力電圧Ｖｏ１、電流センサ２９によって検出されたスイッチング素子オン時のリアクトル２３の電流ＩＬ１、および温度センサ２８による昇圧ユニット内部の雰囲気温度Ｔ１の各信号が入力される。制御回路２１ａは、これらの各信号が入力されるセンサ回路や、制御の中心となるマイクロコンピュータ（以下「マイコン」と呼称）（いずれも図１では図示省略）などを備えている。マイコンからは主回路のスイッチング素子をオン／オフするためのゲート信号Ｓｇ１の指令値が出力され、目標とする電圧値に昇圧された昇圧出力が生成される。また、各昇圧回路の制御回路同士は、出力過電圧保護信号Ｖｏｅｒｒと、制御回路のマイコンにより外部への出力を許可された時の入力電圧値Ｖｓｐｍａｘとが、それぞれ電気的に接続されている。
【００２４】
つぎに、昇圧ユニット１１の動作について簡単に説明する。昇圧ユニット１１の各昇圧回路内のマイコンは、接続されている各太陽電池回路のＶ−Ｐ特性上における現在の動作点を常時監視し、この動作点が最大電力点になるように太陽電池回路を制御する。なお、この制御は、例えば、入力電圧（Ｖｓ）の微小変化量に対する入力電力（Ｐｓ）の微小変化量（ｄＰｓ／ｄＶｓ）を算出し、この微小変化量（ｄＰｓ／ｄＶｓ）がほぼ０に近い値となる領域を探索するような手法を用いることができる。太陽電池回路個々の最大電力点での動作が確定できたところで、この最大電力点における太陽電池回路の出力電圧値（以下「最大出力動作電圧値」と呼称）が出力され、各制御回路には、それぞれ接続されている太陽電池回路の最大出力動作電圧値の中で最も高い電圧値（以下「最大出力動作電圧値の最大値」と呼称）が設定される。各昇圧回路は、この最大出力動作電圧値の最大値を目標値として昇圧比を設定し、昇圧動作を行う。ただし、最大出力動作電圧値の最大値がパワーコンディショナの定格出力可能な最低電圧値よりも低い場合には、各昇圧回路は、パワーコンディショナにおける定格出力可能な最低入力電圧値を目標電圧として昇圧比を設定し、昇圧動作を行う。
【００２５】
このように、通常時は、パワーコンディショナ１２における定格出力可能な入力電圧範囲に昇圧された昇圧ユニット１１の出力電圧がパワーコンディショナ１２に入力されるのでパワーコンディショナ１２は、各太陽電池回路の最大電力を効率よく引き出すことができる。
【００２６】
つぎに、昇圧ユニット１１に接続されるパワーコンディショナ１２が保護動作などで急に停止した場合について考える。このとき、昇圧ユニット１１は無負荷状態に置かれていることになり、昇圧動作を行っている昇圧回路の出力電圧が急激に上昇し、パワーコンディショナ１０２の入力電圧が許容入力電圧範囲を超えることになる。このような状態に陥った場合、上述した従来技術では、昇圧回路のトリップ信号発生部が過電圧を検出して昇圧回路のブレーカをトリップして太陽電池回路の線路を開放するように制御していた。しかしながら、自身のトリップ信号発生部が故障している場合には過電圧を検出することができず、昇圧回路の出力が異常な過電圧となり、昇圧ユニット、パワーコンディショナが破損する可能性があった。
【００２７】
そこで、本発明では、各昇圧回路の制御回路を図２のように構成し、前述の問題点を解決するようにしている。ここで、図２は、本発明にかかる各制御回路の構成および各制御回路間の接続構成を示す図である。同図に示す制御回路では、一系列にまとめられた各昇圧回路の出力電圧に基づいて生成された過電圧検出信号を自身の昇圧回路だけでなく他の昇圧回路に対しても送信するようにしている。
【００２８】
つぎに、本発明の昇圧ユニットの昇圧回路内に具備される制御回路の構成について説明する。図２において、制御回路２１ａは、一系列にまとめられた各昇圧回路（すなわち昇圧ユニット１１）の出力電圧の出力電圧（Ｖｏ１）を検出する過電圧検出回路３１ａと、過電圧検出回路３１ａの出力にそれぞれ接続されるゲート駆動回路３２ａおよびマイコン３３ａとを、備えている。また、マイコン３３ａの制御信号がゲート駆動回路３２ａに接続されるように構成されている。さらに、他の昇圧回路である制御回路２１ｂも制御回路２１ａと同様に構成されるとともに、各制御回路の過電圧検出回路３１ａ、３１ｂの過電圧検出信号が自身だけでなく他の制御回路にも出力されるように構成されている。
【００２９】
つぎに、制御回路の動作について説明する。なお、昇圧回路２０ａ、２０ｂの各出力は昇圧ユニット１１の出力段で一系列にまとめられているため過渡状態を除いて同一の出力値を出力するはずであるが、説明の便宜上これらの出力をＶｏ１，Ｖｏ２として示している。図２において、出力電圧Ｖｏ１を検出している制御回路２１ａ内の過電圧検出回路３１ａが過電圧を検出すると、Ｖｏ１過電圧検出信号がマイコン３３ａに出力されるとともに、ゲート駆動回路３２ａにも出力される。このとき、ゲート駆動回路３２ａから、スイッチング素子２４のスイッチング動作を停止する信号が出力される。このＶｏ１過電圧検出信号は、ハード的に接続されている他の昇圧回路の制御回路２１ｂにも出力される。このように構成された昇圧ユニットによれば、万一、制御回路２１ａの過電圧検出回路３１ａが故障した場合であっても、他の正常な昇圧回路の制御回路（本実施の形態では、制御回路２１ｂの過電圧検出回路３１ｂ）が過電圧を検出し、破線で示すように正常な制御回路２１ｂの過電圧検出回路３１ｂからの信号により、過電圧検出回路が故障している昇圧回路のスイッチング素子２４の動作を停止することが可能となる。
【００３０】
図３−１は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅（Ｇ１）がオフ制御する制御パルス幅（Ｇ２）に比して極端に小さくない場合の一例を示す図であり、図３−２は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅（Ｇ３）がオフ制御する制御パルス幅（Ｇ４）に比して極端に小さい場合の一例を示す図である。なお、図３−１および図３−２において、縦軸は太陽電池回路出力の正極側線路に接続されるスイッチング素子のコレクタ端子と、負極側線路に接続されるスイッチング素子のエミッタ端子と、の間の端子電圧（ＶＣＥ）を用いて示している。
【００３１】
図３−１に示すように、昇圧回路のスイッチング素子は、通常時、すなわち適度な昇圧比に設定されているときは、数十ｋＨｚ程度の固定周波数でオン・オフの割合が変化するスイッチング動作を行っている。一方、昇圧比が小さくなるにしたがって、スイッチング素子のオン時間が短くなり、出力電圧と入力電圧の差がほとんどない状態では、基本スイッチング周期内でのオン時間がほとんどなくなり、図３−２に示すようなスイッチング素子をオン制御する制御パルス幅がオフ制御する制御パルス幅に比して極端に小さい状態となる。この状態では、スイッチング素子のスイッチング動作が間欠動作となり、この間欠動作に基づく数ｋＨｚ程度の周波数成分を有する耳障りな騒音を発生させる可能性がある。
【００３２】
他方、このような状況時においては、昇圧回路に入力される太陽電池回路の最大出力動作電圧と、目標とする太陽電池回路の最大出力点電圧との間には、ほとんど差がないため、昇圧する必要はない。したがって、昇圧動作を行う昇圧比に所定のしきい値を設定し、昇圧比がこの所定のしきい値未満のときは、昇圧回路を停止して間欠的なスイッチング動作を行わないように制御する。このような制御を行うことによって、昇圧ユニットから発生する騒音を防止することができる。
【００３３】
なお、この制御の考え方は、温度センサ出力に基づいて昇圧回路を停止させる場合にも応用できる。従来の温度制御では、昇圧回路は、温度センサにより内部の雰囲気温度を検出し、この内部雰囲気温度が所定の温度レベルに達しているときは直ちに昇圧回路を停止するようにしていた。一方、内部の雰囲気温度が所定のレベルに達したときは、直ちに昇圧回路を停止するのではなく、内部雰囲気温度が所定の温度以上に上昇しないように昇圧回路の主回路に流れる電流を減少させて、出力電力を抑制するようにしてもよい。このような制御を行うことにより、内部雰囲気温度が所定の温度以上に上昇しないようにスイッチング素子のオン・オフの比率を可変して昇圧回路の主回路に流れる電流を減少させ、出力電力を抑制するようにすればよい。もし、出力電力を抑制しても温度が上昇するような場合は、スイッチング素子のゲート信号をオフして昇圧回路を停止させるようにすればよい。
【００３４】
なお、この実施の形態では、スイッチング素子のスイッチング制御が数十ｋＨｚ程度の固定周波数を用いてオン・オフのパルス幅の比を可変するような昇圧回路の構成を一例として説明しているが、スイッチング周波数が固定周波数である必要はなく、可変周波数のスイッチング制御が行われるような構成の昇圧回路に対しても適用できることは、言うまでもないことである。
【００３５】
以上説明したように、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、制御回路には、自身の昇圧回路の出力電圧が所定の電圧値を超えたか否かを検出する過電圧検出回路がさらに備えられ、一の昇圧回路の制御回路に具備される過電圧検出回路が、検出した過電圧検出信号を他の昇圧回路の制御回路に出力するようにしているので、出力過電圧に対する保護の確実性を高め、過電圧による昇圧ユニットやその出力が接続されるパワーコンディショナに対して過電圧に起因する破損を防止することができる。
【００３６】
また、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、昇圧回路の出力を停止させる必要が生じたときに、スイッチング素子への制御信号出力を停止するようにしているので、過電圧検出による保護を、高価な直流開閉器を製品に搭載してトリップする必要がなく、装置コストの低減化、および装置規模の小型化が可能となる。
【００３７】
また、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、自身が設定した昇圧比が所定のしきい値未満の場合に、昇圧回路の昇圧動作を停止するようにしているので、昇圧回路の間欠的なスイッチングを防止し、当該スイッチングに起因する騒音を防止することができる。
【００３８】
また、この実施の形態の太陽光発電システムおよびその昇圧ユニットによれば、昇圧回路の雰囲気温度が所定のレベルに達している場合に、スイッチング素子への制御信号に基づいて昇圧回路に流れる電流を減少させ、昇圧回路、あるいは昇圧ユニット内の温度が上昇しないように制御して発電時間を可能な限り確保するようにしているので、太陽電池回路の電力利用率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように、本発明にかかる太陽光発電システムは、無尽蔵の太陽エネルギーを利用するクリーンな発電システムとして有用であり、また、その昇圧ユニットは、太陽光発電システムを実現する構成品として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明にかかる昇圧ユニットを含む太陽光発電システムの構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明にかかる各制御回路の構成および各制御回路間の接続構成を示す図である。
【図３−１】図３−１は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅（Ｇ１）がオフ制御する制御パルス幅（Ｇ２）に比して極端に小さくない場合の一例を示す図である。
【図３−２】図３−２は、スイッチング素子をオン制御する制御パルス幅（Ｇ３）がオフ制御する制御パルス幅（Ｇ４）に比して極端に小さい場合の一例を示す図である。
【図４】図４は、従来技術にかかる太陽光発電システムの昇圧ユニットの一例を示す図である。
【図５】図５は、直列接続数の異なる太陽電池回路のＶ−Ｐ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１００ａ，１００ｂ  太陽電池回路
１１，１０１  昇圧ユニット
１２，１０２  パワーコンディショナ
１４，１０４  商用電力系統
１８，１１０  標準入力部
２０ａ，２０ｂ  昇圧回路
２１ａ，２１ｂ，１１４  制御回路
２３  リアクトル
２４，３０，１２２  スイッチング素子
２５  ダイオード
２６，２７  コンデンサ
２８，１２４  温度センサ
２９  電流センサ
３１ａ，３１ｂ  過電圧検出回路
３２ａ，３２ｂ  ゲート駆動回路
３３ａ，３３ｂ  マイコン
１１２  昇圧入力部
１１６  トリップ信号発生部
１２１  ブレーカ
【図１】
0004468372.tif 000002
【図２】
0004468372.tif 000003
【図３−１】
0004468372.tif 000004
【図３−２】
0004468372.tif 000005
【図４】
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【図５】
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