[發明專利]太陽能發電裝置

有效

• 申請號: 201710482650.8
• 申請日: 2017-06-22
• 公開（公告）號: CN107544609B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 浦部心一;清水敏久
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社;公立大學法人首都大學東京
• 主分類號: G05F1/67
• 分類號: G05F1/67
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖

本發明提供一種太陽能發電裝置，其具有：在輸出端子間串聯連接的多個太陽能電池或多個太陽能電池及至少一個電容器；輔助電路，其含有串聯設置的電感器和開關元件，與所述多個太陽能電池的每一個、或者所述多個太陽能電池及所述至少一個電容器的每一個對應地設置；以及發電工作點控制裝置。各個所述多個太陽能電池、或者各個所述多個太陽能電池片及所述至少一個電容器被劃分成多個單元，該多個單元的各個單元相互共用所述多個太陽能電池中的一個或者所述至少一個電容器中的一個，所述發電工作點控制裝置與各個所述多個單元的每一個對應地設置，其構成為，控制所述開關元件的斷開/閉合，以使得設置有所述發電工作點控制裝置的單元的發電能力最優化。

技術領域

本發明涉及一種太陽能發電裝置。

背景技術

在太陽能電池中具有下述特性，即，在其端子間電壓達到某一電壓之前，電流與電壓的增加相應而逐漸減小，當電壓增加至大于該某一電壓后，電流急劇地減少，因此，太陽能電池的輸出(電力)呈現隨著端子間電壓的增加而大致穩定地上升至到達峰值后急劇下降的山形，此外，該峰值點隨著太陽光照射強度降低而朝著電壓和電流變小的方向移動。因此，為使太陽能電池在最大輸出點下進行工作，需要恰當地控制其端子間電壓。由于在將多個太陽能電池串聯連接而成的太陽能發電裝置中，其輸出為各個太陽能電池的輸出之和，從而，為了在各個太陽能電池的發電量各自發生變動的過程中，盡可能維持其輸出端子間電壓恒定的同時使太陽能發電裝置的輸出為最大，有效方式為將串聯連接的各個太陽能電池的輸出分擔比例進行最優控制，相應的控制裝置例如由清水敏久提出的“太陽能電池發電系統的發電工作點控制電路”，其記載于2000年11月1日的FB技術新聞No.56的22-27頁中。

發明內容

如果在將多個太陽能電池串聯連接而成的太陽能發電裝置中組裝有如上述發電工作點控制電路那種對太陽能電池的輸出分擔比例進行最優控制的單元，則探索其最優工作點所需的時間為，探索的方向為增、減2個方向，沿每個方向的探索需要k次，如果太陽能電池的數量為n，則探索的次數為2k的n次方，因此，隨著串聯連接的太陽能電池的數量n增加而時間顯著增加，到達最優工作點非常花費時間，有可能導致追隨每個太陽能電池的受光量的變動的探索控制無法準確地動作。

本發明提供一種太陽能發電裝置，其即使在串聯連接的太陽能電池的數量增加時也不會使探索其最優工作點所需的時間增加。

本發明的方式所涉及的太陽能發電裝置具有：在輸出端子間串聯連接的多個太陽能電池或多個太陽能電池及至少一個電容器；輔助電路，其含有串聯設置的電感器和開關元件，與所述多個太陽能電池的每一個、或者所述多個太陽能電池及所述至少一個電容器的每一個對應地設置；以及發電工作點控制裝置。所述多個太陽能電池的每一個、或所述多個太陽能電池及所述至少一個電容器的每一個在對應的開關元件斷開時，向所述輸出端子間送出電流，所述多個太陽能電池、或者所述多個太陽能電池片及所述至少一個電容器被劃分成多個單元，該多個單元的各個單元相互共用所述多個太陽能電池中的一個或者所述至少一個電容器中的一個，所述發電工作點控制裝置與各個所述多個單元的每一個對應地設置，其構成為，控制設置有所述發電工作點控制裝置的單元所屬的所述開關元件的斷開/閉合，以使得設置有所述發電工作點控制裝置的單元的發電能力最優化。

根據上述方式，由于太陽能電池的發電工作點的最優化控制是針對各個單元中的串聯的太陽能電池、或太陽能電池片及電容器進行的，從而能夠大幅縮短各個單元各自到達最優工作點的時間。如果像這樣對各個單元分別進行最優控制，則將這些單元連結而成的太陽能發電裝置的動作也被最優化。此外，進一步地，如果彼此相鄰的2個單元之間共用太陽能電池或者電容器中的一個，則能夠通過將上述被共用的太陽能電池或者電容器的輸出分擔比例或電壓分擔比例分配到這2個單元之間，從而實現這2個單元之間的輸出分擔比例分配或電壓分擔比例分配最優化。此外，在輸出端子間串聯連接電容器而代替部分太陽能電池的情況下，能夠由比太陽能電池更便宜的電容器代替太陽能電池來補償電壓，從而以數量更少的太陽能電池實現規定電壓的太陽能發電裝置。