太陽能電池控制器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種太陽能電池控制器。
【背景技術】
[0002] 已知如下一種技術:通過將彼此串聯連接的太陽能電池陣列與對應于太陽能電池 陣列的數量的監測太陽能電池并聯連接W及檢測監測太陽能電池的短路電流和太陽能電 池陣列的開路電壓，計算全部太陽能電池陣列中的最大功率點(例如，日本專利申請公布第 61-281316號(肝 61-281316A))。
[0003] 然而，在肝61-281316A公開的技術中，沒有描述檢測監測太陽能電池的短路電流 和太陽能電池陣列的開路電壓的定時。因此，當太陽能電池模塊安裝在移動對象上時，無法 適當地設置最大功率點計算定時，因此存在將發生計算負荷增加或者最大功率點計算定時 延遲的可能性。

【發明內容】

[0004] 因此，本發明的一方面提供了一種甚至在太陽能電池模塊安裝在移動對象時也可 W適當地設置最大功率點計算定時的太陽能電池控制器。
[0005] 根據本發明的一方面，提供了一種太陽能電池控制器，其包括:太陽能電池模塊， 安裝在移動對象上;控制單元，計算太陽能電池模塊的最大功率點；W及速度檢測單元，檢 測移動對象的速度，其中，控制單元根據移動對象的速度而控制最大功率點計算定時。
[0006] 根據該方面，可W提供一種甚至在太陽能電池模塊安裝在移動對象上時也可W適 當地設置最大功率點計算定時的太陽能電池控制器。
【附圖說明】
[0007] W下將參照附圖描述本發明的示例性實施方式的特征、優點W及技術和工業意 義，在附圖中，相同的附圖標記表示相同的元件，其中：
[000引圖1是示出太陽能電池的PV特性曲線的圖；
[0009] 圖2是示出爬山化iU-climbing)方法的邏輯的流程圖；
[0010] 圖3是示出當太陽能電池的一部分被遮擋時的PV特性曲線的示例的圖；
[0011] 圖4是示意性地示出根據本發明的第一實施例的太陽能電池控制器的圖；
[0012] 圖5是示出施加于太陽能電池的照度與短路電流之間的關系的示例的圖；
[0013] 圖6是示出太陽能電池的IV特性曲線和負載線的示例的圖；
[0014] 圖7是示出施加于太陽能電池的照度與開路電壓之間的關系的示例的圖；
[0015] 圖8是示出太陽能電池的溫度與開路電壓之間的關系的示例的圖；
[0016] 圖9是示出當太陽能電池簇的一部分被遮擋時的IV特性曲線的示例的圖；
[0017] 圖10是示出用于描述根據第一實施例的最大功率點計算方法的IV特性曲線的圖；
[0018] 圖11是示出根據第一實施例的最大功率點計算方法的示例的流程圖；
[0019] 圖12是示出根據第一實施例的最大功率點計算方法的另一示例的流程圖；
[0020] 圖13是示出根據第一實施例的最大功率點計算定時的圖；W及
[0021] 圖14是示意性地示出根據本發明的第二實施例的太陽能電池控制器的圖。
【具體實施方式】
[0022] 下文中，將參照附圖描述本發明的實施例。在該說明書中和附圖中，具有基本上相 同的功能配置的元件將W相同的附圖標記來引用并且將不重復其描述。
[0023] 圖1是示出描述太陽能電池的工作電壓V與功率P之間的關系的PV特性曲線的圖。 圖2是示出爬山方法的邏輯的流程圖。
[0024] 太陽能電池的功率P隨著工作電壓V而變化，并且PV特性曲線具有如圖1所示的最 大點。圖1中的PV特性曲線的最大點是功率P最大的最大功率點(MPP)。通過將作為MPP處的 工作電壓的最大功率工作電壓VPm與作為MPP處的工作電流的最大功率工作電流IPm相乘來 計算MPP功率Pm。
[0025] 由于PV特性曲線基于太陽能福射量和溫度的變化而變化，因此最大功率工作電壓 VPm和最大功率工作電流Ipm也基于該變化而變化。
[0026] 為了最大限度地使用太陽能電池的功率P，太陽能電池僅需要WMPP工作。然而，由 于MPP通常根據太陽能福射量或溫度而變化，因此需要執行跟蹤MPP的最大功率點跟蹤 (MPPT)控制。在MPPT控制中，如圖2的流程圖所示，W預定時間間隔A t來測量太陽能電池的 功率P，并且控制工作電壓VW增加功率P。
[0027] W下將描述爬山方法作為參照圖1和圖2的MPPT控制的示例。
[0028] 在圖1所示的PV特性曲線中，假設使用爬山方法的控制開始的時間點處的工作電 壓V被設置為V = V〇,并且使用爬山方法的控制開始的時間點處的功率P被設置為P = P〇。
[0029] 首先，將工作電壓V增加 A VW得到Vi(= V〇+ A V)，并且計算Pi。
[0030] 將Po與Pi進行比較，由于Pi大于Po,因此Δ V的符號不改變，將工作電壓V增加 A VW 得到￥2(=￥1+么￥)，并且計算口2。
[0031] 將Pi與P2進行比較，由于P2大于Pi，因此Δν的符號不改變，將工作電壓V增加 AVW 得到￥3(=￥2+么￥)，并且計算口3。
[003^ 此時，將P2與P3進行比較，由于P3小于P2,因此AV的符號反向，將工作電壓V減去Δ VW得到￥2(=￥3-么￥)，并且計算口2。
[0033] 然后，在PV特性曲線由于太陽能福射量和溫度的變化而變化之前，工作電壓V在Vi 與V3之間變化，同時在每次工作電壓V達到Vi和V3時，A V的符號反向。
[0034] 如上所述，可W通過W預定時間間隔Δ t控制工作電壓V來跟蹤太陽能電池的MPP。 例如通過改變布置在逆變器中的電壓轉換器的占空比來實施該系列操作。
[003引然而，在MPPT控制中，由于通過使用模擬電路W預定時間間隔At來測量功率PW 及進行計算，因此計算MPP所需的時間是若干秒。當太陽能電池的一部分被遮擋時，與太陽 能電池的該部分被遮擋之前相比，MPP處的電壓大大改變，因此，計算MPP所需的時間可能進 一步延長或者可能無法計算MPP。
[0036]在MPPT控制中，工作電壓VW預定時間間隔A t恒定變化，并且功率P隨著工作電壓 V的變化而恒定地變化。特別地，在MPP附近，由于功率P基于工作電壓V的變化而恒定地減 小，因此該減小成為功率損耗。
[0037] 由于工作電壓V的變化ΔΥ的幅值總是恒定的而與工作電壓V的幅值無關，因此在 MPP附近，由于Δ V的變化而導致的功率P的變化較大。因此，MPP附近的功率損耗變大，并且 功率損耗成為降低太陽能電池的利用效率的因素。
[0038] 當Δ V減小時，從逆變器的開始定時到MPP的到達定時的時間延長，因此太陽能電 池的利用效率同時降低。在MPPT控制中，工作電壓V恒定地變化，并且工作電壓V的變化成為 干擾逆變器的控制穩定性的因素。因此，為了維持逆變器的控制穩定性，控制工作電壓V的 預定間隔時間A t(即，MPPT控制的響應速度)不能被設置為過大。
[0039] 當太陽能電池模塊被安裝用于民用或者超大太陽能使用時，太陽能福射量的變化 從幾秒到幾分鐘變化，因此，太陽能電池模塊的MPP通過使用基于爬山方法的MPPT控制而跟 蹤太陽福射量的變化。
[0040] 然而，當太陽能電池模塊安裝在移動對象上時，太陽能福射量的變化(例如，遮擋 的影響或者移動對象行進的不平坦表面的影響）可等于或小于幾毫秒。因此，當太陽能電池 模塊安裝在移動對象上時，難W通過使用基于爬山方法的MPPT控制而使得太陽能電池模塊 的MPP跟蹤太陽能福射量的變化。
[0041] 當太陽能電池模塊部分被遮擋并且兩個最大點出現在如圖3所示的PV特性曲線中 時，太陽能電池模塊的工作點可能達不到MPP。
[0042] 因此，W下要描述的實施例提出了一種甚至當太陽能電池模塊安裝在移動對象上 時也可W適當地設置MPP計算定時的太陽能電池控制器1。
[0043] 第一實施例
[0044] 太陽能電池控制器的配置
[0045] 首先，W下將參照圖4描述根據本發明的第一實施例的太陽能電池控制器1的配 置。
[0046] 如圖4所示，根據第一實施例的太陽能電池控制器1包括太陽能電池簇10、光強度 檢測單元11、速度檢測單元12、溫度檢測單元(未示出）、控制單元13和存儲單元14。
[0047] 太陽能電池簇10具有多個太陽能電池單元101彼此串聯電連接的配置。旁路二極 管102連接到太陽能電池簇10,旁路二極管102和太陽能電池單元101并聯連接，太陽能電池 單元101彼此串聯連接。多個太陽能電池簇10串聯連接W構成安裝在移動對象上的太陽能 電池模塊2。
[0048] 旁路二極管102是如下元件：其用于旁路主電路的一部分W便防止太陽能電池模 塊2的功率總體降低、發熱或者由太陽能電池簇10中的局部遮擋或故障引起的燒毀。太陽能 電池模塊2連接到電壓轉換器(未示出)并且將電力提供到負載等。
[0049] 光強度檢測單元11與太陽能電池簇10并聯連接，并且包括具有分流電阻器111和 電壓表112的電流檢測單元113W及開關元件114。光強度檢測單元11可W通過使用電流檢 測單元113來測量太陽能電池簇10的短路電流，并且通過接通開關元件114來計算施